ES2246439T3 - Remache ciego. - Google Patents

Remache ciego.

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ES2246439T3 ES03010030T ES03010030T ES2246439T3 ES 2246439 T3 ES2246439 T3 ES 2246439T3 ES 03010030 T ES03010030 T ES 03010030T ES 03010030 T ES03010030 T ES 03010030T ES 2246439 T3 ES2246439 T3 ES 2246439T3
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Abstract

Remache ciego que comprende un cuerpo tubular hueco que se extiende a lo largo de un eje y que tiene una cara de extremo de cola en un extremo y una muesca ensanchada radialmente preformada en el otro extremo; un mandrino que tiene un vástago que atraviesa coaxialmente dicho cuerpo y que tiene una cabeza ensanchada adyacente al extremo de cola de dicho cuerpo, teniendo dicha cabeza un diámetro exterior más grande que un diámetro interior de dicho cuerpo; en el que dicho mandrino tiene un resalte cónico uniforme que se extiende entre dicho diámetro exterior de dicha cabeza y dicho vástago que tiene una zona fragilizada inmediatamente adyacente a dicho resalte cónico, caracterizado por el hecho de que dicho resalte cónico está inclinado en un ángulo de entre 91 y 110 grados con respecto dicho eje.

Description

Remache ciego.
La presente invención está dirigida a un remache ciego y, más en particular, a un remache ciego del tipo con rotura de su cabeza manera que una cabeza de mandrino sea extraída del cuerpo del remache después de colocarlo.
Los remaches ciegos convencionales comprenden un cuerpo tubular exterior o un cuerpo que tiene una muesca ensanchada en un extremo, juntamente con un mandrino asociado a éste, comprendiendo dicho mandrino un vástago cilíndrico que atraviesa el cuerpo tubular del remache de modo que sea coaxial con éste, teniendo el vástago en un extremo una cabeza ensanchada radialmente para el acoplamiento con una cara del extremo (extremo de cola) del cuerpo del remache alejada de la muesca ensanchada. A continuación, el remache ciego atraviesa un orificio preformado en una pieza a ensamblar hasta que la muesca se acopla con el borde del orificio y se mantiene acoplado durante una operación de colocación. Durante la colocación, el extremo lejano del remache que está dispuesto hacia el interior de las piezas a ensamblar (el lado ciego), se comprime entonces hacia la muesca al tirar el vástago del mandrino, y por ello la cabeza del mandrino, de vuelta hacia la muesca, de manera que el tramo deformado del cuerpo del remache comprime las piezas a ensamblar entre éstas con la muesca.
De este tipo de remache ciego hay dos tipos principales. Un remache ciego del tipo que se rompe el vástago que se basa en que la cabeza del mandrino entra en el extremo de cola del cuerpo del remache y es empujado a través del cuerpo del remache de modo que queda encapsulado, hasta que la cabeza del mandrino se encuentra con la resistencia mientras el cuerpo del remache expandido se acopla en el lado ciego de las piezas a ensamblar, por lo que el incremento posterior de carga sobre el vástago del mandrino provoca que este vástago se rompa en una región fragilizada predefinida, de modo que la cabeza del mandrino se mantiene dentro del cuerpo del remache para formar un tramo expandido o un saliente del cuerpo del remache en el lado ciego de la pieza a ensamblar de modo que comprime las piezas a ensamblar entre esta región ensanchada y la muesca. Un remache ciego de este tipo se conoce en la patente FR-A-1494693 y GB-A-1495592.
Alternativamente, un remache ciego del tipo con rotura de su cabeza se basa en el hecho de que la cabeza del mandrino se extrae después de la colocación. En este tipo de remache ciego, la cabeza del mandrino tiene un cambio abrupto de sección entre el vástago del mandrino y la cabeza del mandrino para presentar un tramo de resalte que acople el extremo de cola del remache ciego para ejercer una fuerza sensiblemente axial de modo que comprime y deforma el extremo del remache contra el lado ciego de la pieza a ensamblar para formar un saliente aplanado entre el que las piezas a ensamblar se comprimen de nuevo contra la muesca. Aquí, de nuevo una zona fragilizada del vástago se romperá de nuevo, aunque ya que la cabeza del mandrino no se ha conducido al cuerpo del remache simplemente se expulsa fuera de éste cuando el vástago se rompe debido a la alta fuerza de reacción entre el cuerpo del remache deformado y la cabeza. También es conocido a partir de la patente FR-A-1553116 un remache del tipo desechable, en el que la cabeza del mandrino se expulsa fuera del remache cuando el vástago del mandrino se rompe al final del proceso de colocación.
Sin embargo, en ambos tipos convencionales de remache ciego, una sección definida o ensanchada del remache ciego se mantiene en el lado ciego de la pieza a ensamblar presentando un saliente que puede limitar el espacio disponible para el ensamblaje en el lado ciego de las piezas a ensamblar. Esto es particularmente relevante en la utilización de remaches ciegos para fabricar cajas pequeñas, como por ejemplo, las que se utilizan en la industria informática, de modo que el saliente interno de un remache ciego colocado puede interferir con el emplazamiento de los componentes dentro de dichas cajas.
Por lo tanto, es un objeto de la actual invención proporcionar un remache ciego mejorado que alivia los problemas anteriormente mencionados.
De acuerdo con la presente invención se proporciona ahora un remache ciego que comprende un cuerpo tubular hueco que se prolonga axialmente que tiene una cara del extremo de cola en un extremo y una muesca radialmente ensanchada preformada en el otro extremo, comprendiendo además el remache un mandrino que tiene un vástago que atraviesa coaxialmente el cuerpo tubular y que tiene una cabeza ensanchada adyacente al extremo de cola del cuerpo, teniendo esta cabeza un diámetro exterior más grande que un diámetro interior del cuerpo, en el que el mandrino tiene un resalte cónico uniforme que se prolonga entre el diámetro exterior de la cabeza y el vástago, estando el vástago provisto además de una zona fragilizada inmediatamente adyacente a este resalte cónico, en el que el ángulo de esta superficie cónica está inclinada en un ángulo entre 91 y 110º al eje y preferentemente se situará de forma habitual entre 98 y 102º. Idealmente, este ángulo será de 100º. Se ha encontrado que la utilización de dicha superficie cónica para formar un resalte cónico en estos ángulos transmite una fuerza, mientras la cabeza del mandrino se conduce hacia el cuerpo del remache, teniendo una componente axial que sirve para comprimir el cuerpo del remache y que tiene también una componente axialmente inclinada que sirve para deformar la cara del extremo de cola del cuerpo del remache cónicamente hacia el exterior de su eje.
También resulta preferido que el diámetro de la cabeza del mandrino sea entre un 4% y un 9% más grande que un diámetro exterior del cuerpo tubular del remache. Por esta razón, el remache pretende colocarse en un orificio preformado que atraviesa una/s pieza/s a ensamblar que debe tener un diámetro más grande que el diámetro máximo de la cabeza y que habitualmente se proporciona para tener un diámetro de un 10% más grande que el diámetro del cuerpo. Sin embargo, el diámetro del orificio puede colocarse en un rango de 9% y 15% más grande que el diámetro del cuerpo, que depende del diámetro de la cabeza. Este diámetro incrementado de la cabeza alivia la posibilidad de que la cabeza sea conducida al cuerpo del remache durante la colocación.
Además, se prefiere que la cabeza del mandrino tenga un diámetro cilíndrico exterior, habitualmente coaxial con el cuerpo del remache, teniendo una longitud axial de al menos 1 mm, de nuevo para aliviar la posibilidad de que cuerpo deformado de forma cónica rodee la cabeza del mandrino durante la operación de colocación y, además, para evitar que la cabeza llegue a deformarse (o "abombarse") bajo las grandes cargas aplicadas durante una operación de colocación.
También resulta preferido que la longitud axial del cuerpo del remache será entre un 25% y un 55% más grande que el espesor de agarre de dicho remache, estando el espesor de agarre definido como el espesor combinado de las piezas a ensamblar que están conjuntamente unidas por este remache y por lo tanto el espesor a ser sujetado de este modo. Esta longitud predefinida del cuerpo del remache garantiza que haya suficiente material del cuerpo del remache para formar una unión remachada y para fluir en el orificio preformado en las piezas a ensamblar sin provocar que sobresalga de forma excesiva material del cuerpo del remache excedente del lado ciego de las piezas a ensamblar conectadas una vez colocado.
Además según la presente invención se proporciona también un método de fijar conjuntamente al menos dos piezas a ensamblar que utiliza un remache ciego según la invención, cuyo método comprende las etapas de seleccionar un remache ciego que se prolonga axialmente que tiene un cuerpo con una longitud entre un 25% y 55% más grande que el espesor combinado de al menos dos piezas a ensamblar, teniendo el cuerpo también un diámetro exterior conocido, a continuación, preformar un orificio a través de las piezas a ensamblar, cuyo orificio tiene un diámetro entre un 9% y 15% más grande que el diámetro exterior del cuerpo del remache, y posteriormente colocar el remache ciego a través de este orificio; este método proporciona a continuación la etapa de aplicar una fuerza de colocación axial al cuerpo del remache mediante la utilización de una cabeza de mandrino que tiene un resalte cónico, con lo cual esta fuerza de colocación tiene una primera componente axial que se ejerce en la dirección axial para comprimir el cuerpo del remache en el orificio y una segunda componente angular para deformar el cuerpo del remache cónicamente hacia fuera de su eje, en el que la etapa de formar el orificio comprende proporcionar el lado ciego del orificio con una zona avellanada de modo que la deformación cónica del cuerpo del remache se deforma en la zona avellanada del orificio, de manera que no proyecta sensiblemente sobresaliendo del lado ciego de la pieza a ensamblar.
Preferentemente, este método comprenderá la selección y colocación de un remache ciego según la presente invención y tal como se ha descrito anteriormente.
La realización preferida de la presente invención se describirá ahora, solamente por medio de un ejemplo, con referencia a los dibujos ilustrativos que se acompañan en los cuales:
La figura 1 es una sección transversal parcial de un remache ciego de acuerdo con la presente invención colocado en una pieza a ensamblar; y
La figura 2 es una vista en sección transversal del cuerpo del remache colocado del remache de la figura 1.
En referencia ahora a la figura 1, un conjunto de remache ciego 10 se muestra encajado pero no colocado en un orificio preformado 12 que se extiende entre dos piezas a ensamblar 14 y 16. El conjunto de remache 10 comprende un cuerpo de remache tubular hueco 18 que tiene una muesca avellanada ensanchada 20, estrechándose esta cabeza avellanada hacia el interior a lo largo de un eje A del cuerpo del remache para la recepción satisfactoria dentro de una zona avellanada 44 preformada del orificio 12.
El extremo de cola lejano 22 del cuerpo del remache 18, opuesto axialmente a la muesca 20, tiene una cara de extremo sensiblemente plana que se prolonga perpendicular al eje A del remache. La longitud del cuerpo del remache L está predeterminada para que sea entre un 25% y 55% más grande que el espesor combinado D de las dos piezas a ensamblar 14 y 16. Este espesor D es referido comúnmente con el espesor de agarre de un remache ciego - definido como el espesor de material a ser agarrado con el remache colocado. En la presente realización, el espesor L es aproximadamente un 30% más grande que el espesor D. Como es convencional en los remaches ciegos, el conjunto 10 está provisto además de un mandrino 30 que comprende un vástago de mandrino cilíndrico que tiene una cabeza ensanchada 34 en su extremo ciego que se coloca adyacente al extremo de cola 22 del cuerpo del remache 18. El vástago del mandrino 32 presenta un área transversal sensiblemente uniforme a lo largo de su longitud axial y cuyo diámetro es sensiblemente igual al diámetro interior del cuerpo del remache tubular 18, de modo que forma un encaje de fricción complementario.
La cabeza del mandrino 34 tiene un diámetro exterior máximo definido por una cabeza cilíndrica 36 que se extiende coaxial alrededor del eje A y que tiene una longitud axial de al menos 1 mm. Esta longitud axial mínima de la cabeza del mandrino se requiere para proporcionar la resistencia apropiada a la cabeza para aliviar la posibilidad de deformación de la cabeza del mandrino, o "abombado" cuando está sometido a grandes tensiones durante la operación de colocación del remache y en particular cuando la circunferencia de la cabeza se acopla con el cuerpo del remache para realizar la deformación (tal como se ha descrito anteriormente).
El diámetro de esta pared 36 es más grande que el diámetro exterior máximo del cuerpo del remache de modo que sea al menos un 4% más grande que el diámetro del cuerpo, pero no más grande del 9%.
El resalte 38 de la cabeza del mandrino, que se prolonga entre la pared exterior 36 y el vástago del mandrino, está axialmente inclinado para formar una superficie cónica uniforme que tiene un ángulo de inclinación preferido, en relación con el eje A, de 100º, aunque este ángulo de inclinación angular cónica puede situarse entre los rangos de 91 y 110º para mantenerse dentro de parámetros de funcionamiento aceptables. Este rango angular se ha determinado para que sea adecuado para realizar la deformación requerida del remache durante la colocación.
El extremo lejano de la cabeza del mandrino está provisto de una superficie cónica alrededor del eje A que actúa como un mecanismo de posicionamiento para el conjunto 10, de modo que las superficies inclinadas ayudan a alinear el conjunto con el orificio 12 mientras se inserta.
El diámetro de la cabeza del mandrino se requiere que sea al menos un 4% más grande que el diámetro exterior del cuerpo del remache para aliviar que esta cabeza sea empujada al cuerpo durante la operación de colocación, pudiendo evitar que la cabeza sea expulsada después de la colocación. Sin embargo, este diámetro no debe exceder un 9% más que el cuerpo del remache ya que de lo contrario, si fuese demasiado grande, se requeriría un orificio a través de las piezas a ensamblar para permitir que el remache pueda atravesarlas, haciendo el llenado de este orificio difícil durante la colocación (posiblemente dejando el remache colocado aproximadamente colocado) o cuanto más cerca está el diámetro del orificio del diámetro del resalte, se incremente el riesgo de fallo del remache colocado.
Además, el vástago del mandrino 32 está provisto de una zona fragilizada preformada 42 inmediatamente adyacente a esta superficie cónica 38. Desde que es convencional para los remaches ciegos, esta zona fragilizada 42 está formada a modo de un tramo estrecho del vástago que resulta de cuadrar el diámetro del vástago para proporcionar cuatro tramos planos alrededor del diámetro, de modo que presenta un área transversal sensiblemente cuadrada inmediatamente adyacente a la cabeza que es más delgada, y por lo tanto más frágil que el vástago del mandrino principal. Alternativamente, el tramo fragilizado podría resultar de dos o más concavidades diametralmente enfrentadas o incluso de una ranura circunferencial. Lo que aquí es importante es que dicho tramo fragilizado sea inmediatamente adyacente la cabeza del mandrino.
Ya que la cabeza del mandrino 34 tiene un diámetro más grande que el cuerpo del remache 18, resulta esencial que el orificio preformado 12 tenga al menos un diámetro igual al diámetro máximo de la cabeza del mandrino y esté habitualmente formado para que sea un 10% más grande que el diámetro máximo del cuerpo (ya que el diámetro máximo de la cabeza está limitado al 9% más grande que el diámetro máximo del cuerpo). Sin embargo, el orificio 12 puede formarse para tener un diámetro de entre el 9% y 15% del diámetro más gran de que el diámetro del cuerpo máximo, dependiendo de la proporción de diámetro exacta de la cabeza del mandrino al cuerpo del remache. Habitualmente el sistema de remache ciego que utiliza un remache de acuerdo con la presente invención será compatible con los tamaños de orificios estándar hechos con brocas de tamaño estándar existentes (es decir, siendo el diámetro del cuerpo del remache tal que los orificios son un 10% más grandes en diámetro) aunque remaches de tamaños distintos podrían también producirse sin requerir herramientas específicas de formación de orificios (broca) que serán de diámetro adecuado para utilizar con dichos remaches.
Además, el orificio preformado 12, mientras que tiene una zona avellanada 44 para acomodar la cabeza avellanada 20 del cuerpo del remache, también se habrá formado en la zona del lado ciego 21 de las piezas a ensamblar (es decir, el lado interior o el lado opuesto a la herramienta de colocación) una zona avellanada cónica 46 que se extiende alrededor de la periferia del orificio.
Una vez el conjunto de remache 10 se ha insertado a través de este orificio preformado 12 puede colocarse utilizando una herramienta de colocación de remaches ciegos convencional (no mostrada) que comprende un tramo de boca para impedir que la muesca del cuerpo del remache (o cabeza) 20 quede en contacto solidario con la pieza a ensamblar 16, a la vez que tiene un mecanismo de mordaza desplazable para sujetar el vástago del mandrino 32 y ejercer una fuerza de colocación F en la dirección mostrada sensiblemente por la flecha F en la figura 1.
La aplicación de la fuerza de colocación F conduce la cabeza del mandrino al acoplamiento con la superficie plana del tramo del extremo de cola 22 del cuerpo del remache que, debido a su resalte cónico 38, ejerce una fuerza de colocación que tiene una primer componente que se extiende en una dirección axial y que sirve para comprimir el cuerpo del remache 18 hacia la muesca del remache 20, dando lugar a una expansión radial del cuerpo del remache comprimido (longitud reducida) de modo que ocupa el orificio ensanchado 12 (siendo esta expansión radial hacia fuera, debido a que el vástago del mandrino se mantiene a través del cuerpo 18). El resalte cónico 38 proporciona también una componente de fuerza secundaria perpendicular a la superficie cónica de tal resalte 38 que sirve para deformar el extremo de cola 22 del cuerpo del remache hacia fuera de forma radial y cónica de modo que la cabeza del mandrino 34 no entra sensiblemente en este cuerpo de remache recortado que, debido a la longitud axial de las paredes 36 (y la longitud restringida del cuerpo del remache) es también incapaz de encerrar y rodear la cabeza de mandrino 34. Más bien, algo de material del extremo de cola 22 del cuerpo de remache 18 se desplaza parcialmente de forma axial hacia la cabeza del remache 20 con el material restante del cuerpo de remache en esta zona del extremo de cola formando una pared exterior cónica considerablemente delgada (Figura 2) que se desplaza en la zona avellanada 46 del orificio 12, de tal modo que no se proyecta exteriormente en las piezas a ensamblar fijadas. De esta manera, la combinación del resalte cónico 38 del mandrino y la zona avellanada 46 sirve para proporcionar dicha dispersión cónica del extremo de cola del cuerpo.
El desplazamiento axial continuo del mandrino en la dirección F da lugar a una fuerza de resistencia incrementada avellanada por la cabeza de mandrino 34 mientras avellana la pieza a ensamblar 14, y que posteriormente evita además el desplazamiento de la cabeza del mandrino. La aplicación continua de la fuerza de colocación F incrementa a continuación la tensión en el vástago del mandrino de una manera convencional hasta que provoca el fallo del vástago del mandrino 32 en la zona fragilizada 42. La fuerza de reacción resultante entre la cabeza del remache 34 y el cuerpo del remache 18 da lugar a la extracción de la cabeza del remache 34.
El remache ciego colocado resultante se muestra en la figura 2 teniendo una longitud axial comprimida L2, sensiblemente igual al espesor de sujeción D, de modo que el material del cuerpo de remache desplazado axialmente se ha apretado en el orificio 12 ensanchado para proporcionar un cuerpo de remache que tiene un espesor del cuerpo 18' incrementado en esta zona y que tiene un extremo de cola 22' en forma de copa, sensiblemente cónico formado en la zona avellanada 46 del orificio preformado 12. De este modo, se forma una unión de remache rígido que no se extiende sensiblemente sobresaliendo del lado ciego de la pieza a ensamblar 14.
Además, el grado de colocación angular del resalte cónico se ha determinado de modo que pueden aplicarse las fuerzas de deformación adecuadas para comprimir y deformar de forma cónica el cuerpo de remache de la manera descrita anteriormente. Si el ángulo de esta superficie cónica fuese más grande de 110 grados, entonces habría un riesgo de que se aplicase una fuerza axial insuficiente durante la colocación y la cabeza podría empujar al cuerpo del remache. Si este ángulo fuese inferior a 90 grados, entonces habría una componente de fuerza no angular que realizaría una deformación cónica del extremo de cola del remache y sería posible que la cabeza del mandrino fuese expulsada sin que el remache estuviese correctamente colocado.
En esta realización preferida, la cabeza 20 del cuerpo del remache se muestra avellanada de modo que esta cabeza 20 se mantiene también a ras con la pieza a ensamblar exterior 1 una vez colocada, aunque esta característica es opcional y se apreciará que la invención actual puede utilizar un remache ciego convencional que no utiliza una cabeza avellanada.
La importancia de proporcionar la longitud L dentro de las proporciones predefinidas comentadas anteriormente es proporcionar el material suficiente del cuerpo de remache para permitir la deformación apropiada del cuerpo del remache para llenar el orificio ensanchado 12 después de la colocación y para formar un extremo de colocación suficientemente robusto del remache que resistirá cualquier fuerza aplicada que se cargue en la unión, sin provocar el material del cuerpo del remache excesivo, que no puede alojarse en la zona avellanada 46 del orificio 12 y pueda proyectarse más allá del lado ciego de la pieza a ensamblar.

Claims (7)

1. Remache ciego que comprende un cuerpo tubular hueco que se extiende a lo largo de un eje y que tiene una cara de extremo de cola en un extremo y una muesca ensanchada radialmente preformada en el otro extremo;
un mandrino que tiene un vástago que atraviesa coaxialmente dicho cuerpo y que tiene una cabeza ensanchada adyacente al extremo de cola de dicho cuerpo, teniendo dicha cabeza un diámetro exterior más grande que un diámetro interior de dicho cuerpo;
en el que dicho mandrino tiene un resalte cónico uniforme que se extiende entre dicho diámetro exterior de dicha cabeza y dicho vástago que tiene una zona fragilizada inmediatamente adyacente a dicho resalte cónico, caracterizado por el hecho de que dicho resalte cónico está inclinado en un ángulo de entre 91 y 110 grados con respecto dicho eje.
2. Remache ciego según la reivindicación 1, en el que dicho ángulo está entre 98 y 102 grados.
3. Remache ciego según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho diámetro de la cabeza es entre el 4% y 9% más grande que un diámetro exterior de dicho cuerpo.
4. Remache ciego según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha cabeza del mandrino tiene un diámetro cilíndrico exterior que tiene una longitud axial de al menos 1mm.
5. Remache ciego según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha muesca ensanchada radialmente comprende una cabeza avellanada.
6. Remache según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la longitud axial de dicho cuerpo es entre un 25% y un 55% más grande que el espesor de agarre.
7. Método para sujetar conjuntamente al menos dos piezas a ensamblar que utiliza un remache ciego según la reivindicación 6, y que tiene un diámetro exterior conocido, que comprende las etapas de:
preformar un orificio en dichas piezas a ensamblar que tiene un diámetro entre 9% y 15% más grande que dicho diámetro exterior conocido;
colocar dicho remache a través de dicho orificio;
aplicar una fuerza de colocación axial a dicho cuerpo del remache mediante la utilización de una cabeza de mandrino que tiene un resalte cónico, de modo que dicha fuerza de colocación tiene una primera componente axial que se ejerce en dicha dirección axial para comprimir el cuerpo del remache en dicho orificio, y una segunda componente angular para deformar dicho cuerpo de remache cónicamente hacia fuera, en el que dicha etapa de formar el orificio comprende proporcionar dicho lado ciego de dicho orificio con una zona avellanada, de modo que dicha deformación cónica de dicho cuerpo del remache se deforma en dicha zona avellanada de dicho orificio.
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