ES2301091T3 - Horquilla de fijacion y ensamblaje de una pieza sobre un soporte por medio de dicha horquilla. - Google Patents

Abstract

Horquilla de fijación de una pieza (1) sobre un soporte (2), comprendiendo la horquilla dos zonas de apoyo destinadas a ser apretadas sobre el soporte y dos alas destinadas a aprisionar a una parte (13) de fijación de la pieza mediante un perno (3) que aprieta dichas alas a ambos lados de la citada parte de fijación, caracterizada porque cada ala (412, 422) está unida rígidamente a una sola zona (411, 421) de apoyo y las dos zonas de apoyo están unidas entre sí por una unión (43) semi-rígida conformada para deformarse a pandeo bajo tensión para permitir una variación de la separación entre las alas, en la dirección del eje del perno, al tiempo que garantiza una sujeción en su posición relativa de las dos alas sensiblemente paralelas.

Description

Horquilla de fijación y ensamblaje de una pieza sobre un soporte por medio de dicha horquilla.

El presente invento se refiere a una horquilla de fijación y a un sistema de ensamblaje de una pieza sobre un soporte por medio de dicha horquilla.

En numerosos ensamblajes, y en particular en el sector del automóvil, es frecuente tener que ensamblar dos o más piezas con restricciones de posicionamiento relativo que implican ajustes relativamente precisos. Por ejemplo, en el sector del automóvil, uno se puede encontrar frente al problema de sujetar una pieza, tal como una tubería, sobre un soporte cualquiera, tal como una pared de la estructura del vehículo o un elemento de un motor, debiendo esta pieza, por otro lado, unirse a otro conjunto, por ejemplo a una brida de colector de escape sobre la cual se debe conectar la tubería.

Para realizar un ensamblaje de este tipo, llamado en concreto "ensamblaje por apuntalamiento", es frecuente utilizar una horquilla, la cual presenta una forma general en U cuya base, en el ejemplo anteriormente mencionado, se fija al soporte mediante tornillos, y la pieza a sujetar comprende una parte de fijación, adaptada para ser insertada entre las alas de la U de la horquilla. Un perno atraviesa simultáneamente dichas alas y la citada parte de fijación, pasando por los orificios previstos a tal efecto, y se aprieta para aprisionar a la parte de fijación entre las alas de la horquilla.

Otro tipo de horquilla, similar en su principio, se describe en el documento EP O 648 636 A1.

Un primer problema es garantizar el posicionamiento correcto de la pieza a fijar con relación a la otra pieza o conjunto, tal como por ejemplo la brida de colector anteriormente mencionada, y la sujeción de esa pieza con relación al soporte, aunque las inevitables dispersiones dimensionales hacen que esta brida no esté siempre exactamente en el mismo lugar con respecto al citado soporte sobre el cual está fijada la chapa. Generalmente, se permite un cierto juego al nivel del paso de los tornillos de fijación por los orificios de la horquilla, para permitir desviaciones de posicionamiento con respecto al soporte, dentro del plano de dicho soporte. Se puede igualmente prever un cierto juego entre el perno de ensamblaje de la pieza sobre la horquilla y los orificios de sus alas o el agujero pasante de la pieza, lo cual permite aceptar las desviaciones de posicionamiento en la dirección perpendicular al plano de fijación de la horquilla sobre el soporte. Sin embargo, un inconveniente es que, para garantizar la sujeción y un posicionamiento al menos aproximado de la horquilla sobre el soporte sin que, o antes de que, la propia pieza sea posicionada correcta y definitivamente con respecto al citado soporte, es necesario utilizar una plantilla de montaje que puede ser
compleja.

Se plantea otro problema debido a las dispersiones dimensionales en la separación entre las alas de la horquilla y en la anchura, según la dirección del eje del perno, de la parte de fijación de la pieza, que se inserta y debe quedar apretada entre las alas. Si esta anchura es demasiado pequeña comparada con la separación entre las alas de la horquilla, esto dará como resultado tensiones importantes en dichas alas cuando se apriete el perno, pudiendo conducir a su rotura. Si, para evitar este problema, se busca por el contrario reducir los juegos, se corre el riesgo de tener que insertar a la fuerza la pieza en la horquilla, creando también tensiones en las alas y complicando la operación de ensamblaje.

Para evitar estos problemas, se conoce el método de sustituir la horquilla por dos puntales o escuadras, los cuales substituyen por tanto a las dos alas de la horquilla. Al ser estos dos apoyos independientes uno del otro, es posible ensamblarlos por apriete sobre la parte de fijación de la pieza, sin crear tensiones mecánicas. Pero existen entonces dos piezas diferentes que fijar sobre el soporte, y un problema adicional de posicionamiento resultado de su posicionamiento relativo, que no es fijo hasta después del apriete del perno. Por lo tanto, es necesario, durante el montaje, mantener provisionalmente y por separado cada apoyo en su lugar, lo cual complica el montaje.

El presente invento tiene por objetivo resolver estos problemas y, en concreto, pretende proporcionar un sistema para el ensamblaje de una pieza sobre un soporte por medio de una horquilla que sea de fácil montaje, barata, y que no genere tensiones en las piezas ensambladas o en la horquilla. Pretende también proporcionar una horquilla adaptada a un sistema de este tipo, que pueda substituir a una horquilla de acuerdo con la técnica anterior, sin modificar su entorno, pero facilitando mucho su montaje.

Con estos objetivos en mente, el invento tiene por objeto una horquilla de fijación de una pieza sobre un soporte, comprendiendo la horquilla dos zonas de apoyo destinadas a ser apretadas sobre el soporte y dos alas destinadas a aprisionar a una parte de fijación de la pieza mediante un perno que aprieta las citadas alas a ambos lados de la citada parte de fijación,

caracterizada porque cada ala está unida rígidamente a una única zona de apoyo y porque las dos zonas de apoyo están unidas entre sí por una unión semi-rígida conformada para deformarse bajo tensión, en concreto a pandeo, para permitir una variación de la separación entre las alas, en la dirección del eje del perno, garantizando al mismo tiempo una sujeción en posición relativa de las dos alas sensiblemente paralelas.

Así, gracias a la capacidad de deformación de la unión semi-rígida, cuando se aprieta el perno, las dos alas se pueden aproximar una a la otra para adaptarse a la anchura exacta de la parte de fijación de la pieza y aprisionar a ésta, pero sin crear tensiones en el ensamblaje, en particular en la propia horquilla, mientras que en una horquilla tradicional, el apriete de las alas y por tanto su aproximación conduce necesariamente al menos a tensiones de flexión en las alas y/o en la base de la horquilla.

Sólo quedan las tensiones en la unión semi-rígida, no siendo sin embargo estas tensiones de ningún modo perjudiciales posteriormente para la resistencia del ensamblaje puesto que cada zona de apoyo se fija sobre el soporte independientemente de la otra y puesto que el ensamblaje, después del apriete de todos los tornillos, se comporta prácticamente como si no existiera la unión. Una vez realizado el ensamblaje, la unión deformable ya no tiene ninguna función en el comportamiento del ensamblaje.

Preferentemente, la unión semi-rígida es un fleje plano.

Preferentemente también, la unión semi-rígida tiene una deformación previa en forma de S, para facilitar su deformación posterior bajo tensión.

De acuerdo con otras disposiciones particulares:

-

las zonas de apoyo y las alas están conformadas en chapa embutida,

-

la unión semi-rígida está soldada sobre las zonas de apoyo,

-

una de las alas comprende una tuerca soldada, para alojar al perno de ensamblaje.

El invento tiene también por objeto un sistema de ensamblaje de una pieza sobre un soporte por medio de la citada horquilla, caracterizado porque el soporte comprende dos salientes que tienen su superficie dentro del mismo plano, adaptados para servir de apoyo a las zonas de apoyo de la horquilla. Los salientes prominentes con respecto al resto de la superficie del soporte permiten así una deformación libre de la unión durante el montaje, sin que la unión, al flectar, llegue a hacer contacto contra el soporte y a entorpecer el apriete de la horquilla.

Para que las dos zonas de apoyo de la horquilla se puedan aproximar entre sí cuando se aprieta el perno, se preverá un juego mínimo entre los tornillos de apriete al soporte y los orificios ocupados por dichos tornillos en la horquilla.

Otras características y ventajas se pondrán de manifiesto en la descripción que se va a hacer de una realización de una horquilla de acuerdo con el invento y de su utilización para la fijación de un conducto de brida acodada.

Se hará referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

- la figura 1 es una vista del ensamblaje terminado,

- la figura 2 es una vista en perspectiva de la horquilla sola,

- la figura 3 es una vista desde debajo de la horquilla,

- la figura 4 es una representación explosionada de los elementos del ensamblaje, excepto el conducto acodado.

La figura 1 representa el ensamblaje de una pieza constituida aquí por una canalización 1 acodada sobre un soporte 2. La canalización comprende una brida 11 de unión a una contrabrida 12 de un conjunto no representado, tal como por ejemplo un colector de escape.

Por otro lado, la canalización 1 comprende una parte 13 de fijación, conformada en una sola pieza con la canalización 1, que se presenta bajo la forma de una especie de travesaño sensiblemente cilíndrico, taladrado axialmente para permitir que se haga pasar por él un perno 3 de fijación.

La horquilla 4 de fijación está formada por dos piezas que forman escuadras 41, 42, por ejemplo en chapa de acero embutida, unidas por una unión 43 semi-rígida.

Cada escuadra 41, 42 comprende una parte que constituye una zona de apoyo 411, 421, respectivamente, destinada a ser aplicada contra los salientes 21 del soporte y a ser fijada sobre el soporte 2 mediante los tornillos 51a, 51b. Los tornillos 51a, 51b entran en los orificios 52 taladrados en las mencionadas zonas de apoyo, que tienen un diámetro suficientemente mayor que el de los tornillos para permitir el apriete de los tornillos con una posición desalineada entre los taladros 52 y los tornillos 51a, 51b.

Cada escuadra 41, 42 comprende también una pared que se extiende perpendicularmente a la zona de apoyo y que está unida rígidamente a ésta, para conformar las alas 412, 422, respectivamente, de la horquilla 4 que se extienden por lo tanto paralelamente entre sí. Las dos alas están atravesadas por orificios 31, los cuales son coaxiales, para que pase el perno 3 de ensamblaje, y una lleva también una tuerca 32 para el apriete de este perno.

La unión 43 semi-rígida está formada por un fleje plano, de poco espesor para que se pueda deformar a pandeo bajo el efecto de un esfuerzo de aproximación de las dos escuadras, pero suficientemente rígido, sin embargo, para garantizar una conexión sensiblemente rígida entre las escuadras mientras no sean sometidas a un esfuerzo de este tipo. Para facilitar esta deformación a pandeo, la unión es pre-conformada en forma de "S" como se ve bien en las figuras, de modo que durante una aproximación de las escuadras, las curvas de la "S" no hacen más que acentuarse, como se ha hecho particularmente visible en la figura 3.

La realización del ensamblaje se lleva a cabo de la siguiente manera.

En una fase de preparación, la horquilla 4 se presenta sobre el soporte y se mantiene aplicada sobre los resaltes 21 mediante los tornillos 51a, 51b, los cuales provisionalmente no se aprietan. Se lleva a cabo un posicionamiento previo por medio de una plantilla de posicionamiento, de tipo conocido por sí misma, para ajustar la horquilla 4 en su posición y, más concretamente, su ala 412, con respecto a la contrabrida 12, con la cual la brida 11 de la canalización 1 deberá después coincidir. Se aprieta entonces el primer tornillo 51a.

Durante el montaje de la canalización 1, ésta se presenta con su brida 11 coincidiendo con la contrabrida 12, y la parte 13 de fijación insertada entre las alas 421 y 422 de la horquilla. Se coloca en su lugar el perno 3, que entra en el taladro 31 del ala 422 y en el agujero pasante de la parte 13 de fijación, y se atornilla en la tuerca 32 de la segunda ala 412 hasta el apriete completo de las alas contra la citada parte 13 de fijación. Durante este apriete, la unión 43 se deforma como se indicó anteriormente, para permitir la aproximación de las dos escuadras 41, 42. Se observará que la deformación de la unión, la cual puede desplazar localmente a una zona de la unión hacia la pared 2, está especialmente permitida debido a la presencia de los salientes que separan a la horquilla de dicha pared. Se observará también que el desplazamiento relativo de las dos escuadras está permitido debido al juego previsto de los tornillos 51a, 51b dentro de los orificios 52 de las zonas de apoyo.

A continuación se aprieta el segundo tornillo 51b para terminar el ensamblaje, sin que se generen tensiones en ninguna de las escuadras, garantizando así un mejor comportamiento y una mayor duración del ensamblaje.

El invento no está limitado a la realización de horquilla, ni a su aplicación, descritos anteriormente. El invento podrá encontrar otras numerosas aplicaciones, en particular en el sector del automóvil, para el ensamblaje de piezas susceptibles de sufrir dispersiones dimensionales que pueden influir fuertemente sobre las cadenas de cotas. Las diferentes partes de la horquilla podrán también ser modificadas en su forma sin apartarse del alcance del invento en la medida en que se mantenga la presencia de la unión semi-rígida que une las dos partes de la horquilla. Igualmente, el perno podría ser reemplazado por cualquier otro elemento de ensamblaje y apriete funcionalmente equivalente.

Claims (8)

1. Horquilla de fijación de una pieza (1) sobre un soporte (2), comprendiendo la horquilla dos zonas de apoyo destinadas a ser apretadas sobre el soporte y dos alas destinadas a aprisionar a una parte (13) de fijación de la pieza mediante un perno (3) que aprieta dichas alas a ambos lados de la citada parte de fijación,

caracterizada porque cada ala (412, 422) está unida rígidamente a una sola zona (411, 421) de apoyo y las dos zonas de apoyo están unidas entre sí por una unión (43) semi-rígida conformada para deformarse a pandeo bajo tensión para permitir una variación de la separación entre las alas, en la dirección del eje del perno, al tiempo que garantiza una sujeción en su posición relativa de las dos alas sensiblemente paralelas.

2. Horquilla de fijación de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la unión (43) semi-rígida es un fleje plano.

3. Horquilla de fijación de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizada porque la unión (43) semi-rígida tiene una deformación previa en forma de "S".

4. Horquilla de fijación de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque las zonas de apoyo (411, 421) y las alas (412, 422) están conformadas en una sola pieza de chapa embutida.

5. Horquilla de fijación de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque la unión (43) semi-rígida está soldada sobre las zonas (411, 421) de apoyo.

6. Horquilla de fijación de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque una de las alas (412) comprende una tuerca (32) soldada, para alojar al perno (3) de ensamblaje.

7. Sistema de ensamblaje de una pieza (1) sobre un soporte (2) por medio de una horquilla (4) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el soporte comprende dos salientes (21) que tienen su superficie dentro del mismo plano, adaptados para servir de apoyo a las zonas (411, 421) de apoyo de la horquilla.

8. Sistema de ensamblaje de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque está previsto un juego entre los tornillos (51a, 51b) de apriete de las zonas (411, 421) de apoyo sobre el soporte y los taladros (52) ocupados por dichos tornillos en la horquilla.