ES2205840T3 - Aparato y metodo para la hidroconformacion de piezas de trabajo. - Google Patents
Aparato y metodo para la hidroconformacion de piezas de trabajo.Info
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Abstract
Un aparato para hidroconformación de piezas de trabajo, que comprende: una herramienta conformadora con al menos una primera parte (11) de herramienta y al menos una segunda parte (13) de herramienta, un dispositivo de prensa (1, 6 y 7) para cerrar y mantener juntas las partes de herramienta durante un ciclo de conformación, y medios para suministrar un fluido a presión durante el ciclo de formación, caracterizado porque la primera parte (11) de herramienta está fijada en el dispositivo de prensa (1, 6 y 7) mientras que la segunda parte (13) de herramienta está dispuesta para su introducción en el dispositivo de prensa con anterioridad a un ciclo de conformación y para su retirada del dispositivo de prensa después del ciclo de conformación.
Description
Aparato y método para la hidroconformación de
piezas de trabajo.
El presente invento se refiere a un aparato para
hidroconformar piezas de trabajo, y comprende una herramienta
conformadora con al menos una primera parte de herramienta y al
menos una segunda parte de herramienta, un dispositivo de prensa
para cerrar y mantener juntas las piezas de herramienta durante un
ciclo de conformación, y medios para suministrar un fluido a
presión a la herramienta durante el ciclo de conformación.
El presente invento se refiere también a un
método de hidroconformación de piezas de trabajo y comprende las
etapas de que al menos una pieza de trabajo se coloca en una
herramienta que se cierra, después de lo cual tiene lugar la
conformación, y luego se retira de la herramienta la pieza de
trabajo.
En esta aplicación, se tomará el término
"hidroconformación" en el sentido de que significa un método
de conformación en el que una pieza de trabajo de hoja o de tubo se
somete directamente a un líquido a presión alta con el fin de,
bajo la acción del mismo, conformarse en o contra una herramienta.
En este contexto, el fluido puede ser agua, una emulsión de agua y
aceite, aceite, etc. La hidroconformación puede alcanzar niveles
extremadamente altos de precisión y finura superficial en los
procedimientos con piezas de trabajo.
El documento WO 95/31322 describe un aparato para
hidroconformación. Este aparato consiste en un bastidor exterior en
el que están instalados dispositivos de prensa que presentan una
longitud corta de carrera, pero con una fuerza de prensado de
intensidad extremadamente elevada. Una unidad de herramienta está
dividida en una pluralidad de componentes y provista de una pieza de
trabajo en el exterior del dispositivo de prensa, y también se
ensambla fuera del dispositivo de prensa. Después de ensamblar la
herramienta y la pieza de trabajo, se introduce la herramienta como
una sola unidad en el dispositivo de prensa, donde se cierra y se
mantienen juntas su partes al mismo tiempo que tiene lugar la
hidroconformación en la herramienta. Una vez finalizada la
hidroconformación, se retira la herramienta como una sola unidad y
se vacía en el exterior del dispositivo de prensa. De este modo, el
dispositivo de prensa cumple la función de unos medios separados de
enclavamiento de herramienta.
Si bien el diseño y la construcción de acuerdo
con el documento anteriormente mencionado pueden funcionar en
ciertos casos de forma satisfactoria, sin embargo, en muchas
situaciones el aparato no resulta práctico y su funcionamiento es
lento. Esto se aplica particularmente a las situaciones donde se
producen piezas de trabajo de una forma relativamente sencilla.
El presente invento tiene por objeto diseñar el
aparato indicado a título de introducción de tal manera que se
consiga una producción sumamente racional a costes bajos. Lo mismo
se aplica al método indicado a título de introducción. Un objeto
adicional del presente invento es hacer posible también la
fabricación de piezas de trabajo de formas diferentes en una
secuencia rápida y sucesiva.
Los objetos que constituyen la base del presente
invento se alcanzarán con respecto al aparato si éste se
caracteriza porque la primera parte de herramienta está fijada en
el dispositivo de prensa, mientras que la segunda parte de
herramienta está dispuesta para su inserción en el dispositivo de
prensa antes de un ciclo de conformación, y para su retirada del
dispositivo de prensa después del ciclo de conformación.
Los objetos que constituyen la base del presente
invento se alcanzarán con respecto al método, si éste se caracteriza
porque una primera parte de herramienta se mantiene de un modo fijo
e inmóvil durante un ciclo de trabajo, porque al menos una segunda
parte de herramienta está provista de una pieza de trabajo, porque
la segunda parte de herramienta se lleva a una posición en relación
con la primera parte de herramienta, y porque la herramienta se
cierra mediante el desplazamiento de la segunda parte de
herramienta y de la pieza de trabajo, a partir de lo cual tiene
lugar la conformación.
Se alcanzarán otras ventajas si al aparato se le
proporcionan también una o más de las prestaciones o
características según se describen en las reivindicaciones adjuntas
2 a 5, y si al método se le proporcionan una o más de las
prestaciones o características según se describen en las
reivindicaciones adjuntas 7 y 8.
A continuación se describe el presente invento
con mayor detalle en la presente memoria, con referencia a los
dibujos adjuntos. En los dibujos adjuntos:
La Figura 1 muestra un aparato de acuerdo con el
presente invento visto en la dirección a lo largo de la cual una
parte de herramienta y una pieza de trabajo son introducidas
en el aparato;
La Figura 2 muestra el aparato de la Figura 1,
visto en una dirección de derecha a izquierda en la Figura 1;
La Figura 3 es una vista correspondiente a la de
la Figura 1 del aparato con una parte de herramienta introducida en
el mismo en el estado abierto; y
La Figura 4 es una vista correspondiente a las
Figuras 1 y 3 en una posición en que la herramienta está
cerrada.
En las Figuras 1 y 2, el número 1 de referencia
se refiere a un bastidor que está diseñado de manera que absorba
fuerzas sumamente intensas. El bastidor 1 tiene una sección
superior 2, una sección inferior 3 y secciones laterales 4 y 5. El
bastidor 1 tiene que considerarse como un bastidor en una prensa
hidráulica que se ha dimensionado de tal manera que absorbe fuerzas
del orden de magnitud de MN o superiores sin experimentar ninguna
deformación apreciable. La tecnología de realización de dicho
bastidor es bien conocida en la técnica y, como consecuencia, no
necesita comentarse con más detalle.
En la sección inferior 3 del bastidor 1, está
instalada una unidad 6 generadora de fuerza en la que descansa una
mesa elevadora 7. La unidad generadora de fuerza se ha dimensionado
para producir fuerzas del mismo orden de magnitud que las que el
bastidor está diseñado para soportar. La unidad generadora de
fuerza se ha diseñado para longitudes cortas de carrera, a menudo
de unos pocos milímetros o de unas pocas decenas de milímetros, pero
para fuerzas sumamente intensas, y puede incluir uno o más
cilindros hidráulicos, cada uno de los cuales tiene una superficie
de empujador relativamente pequeña, pero que juntos tienen la
superficie grande de empujador que se requiere para la generación
de fuerzas anteriormente mencionadas. Un conjunto para el suministro
de fluido hidráulico a presión está conectado a la unidad 6
generadora de fuerza, pero no se ilustrará ni describirá
posteriormente. Correspondientemente, se ha provisto el equipo
necesario para control y regulación, pero no se describirá con
mayor detalle.
Se ha provisto un transportador 8 para la
introducción de una parte de herramienta en el bastidor hasta una
posición I en la mesa elevadora 7 antes de un ciclo de
conformación, y para retirar la parte de herramienta después del
ciclo de conformación. En su modalidad más simple, el transportador
se puede describir como un par de raíles 9 de rodillo que, con la
ayuda de soportes o miembros de fijación 10 adecuados, están
instalados en ambos lados de la mesa elevadora en una altura
destinada al efecto en relación con la mesa elevadora 7 en su
posición más baja de reposo. La Figura 1 muestra, en el número 11 de
referencia, una primera parte de herramienta que, aunque
naturalmente es reemplazable, se debe considerar como inmóvil y
permanentemente fijada en el bastidor 1 durante el funcionamiento.
La primera parte de herramienta tiene una admisión 12 para el
suministro de fluido a presión, preferiblemente un líquido, que se
usa para conformar una pieza de trabajo y que, en tal caso, está
preferiblemente en acción y contacto directos con la pieza de
trabajo.
En su modalidad más sencilla, la primera parte 11
de herramienta tiene un lado inferior plano con una o más salidas
para el fluido a presión anteriormente mencionado. Si la pieza de
trabajo, con anterioridad a una operación de conformación, es una
hoja plana, este diseño del lado inferior proporcionará una
obturación adecuada contra la pieza de trabajo con el fin de
acumular, entre la pieza de trabajo y el lado inferior, una presión
de fluido suficiente para formar la pieza de trabajo.
La Figura 2 muestra una segunda parte o parte
inferior 13 de herramienta que, en su superficie superior, tiene
una cavidad 14 de molde. La segunda parte 13 de herramienta es
desplazable entre una posición I situada fuera del bastidor 1
donde se coloca una pieza de trabajo en la parte de herramienta,
hasta una posición II situada en el bastidor 1 en relación con la
primera parte 11 de herramienta, cuya posición II se muestra
también en la Figura 3. Con el fin de obtener esta movilidad de la
segunda parte de herramienta, esta parte de herramienta puede estar
provista adecuadamente de medios 15 de rodillo, con rodillos que se
apoyen en los raíles 9 de rodillo.
Como será aparente a la vista de la Figura 2, el
transportador 8 (es decir, en esta realización los raíles 9 de
rodillo) puede estar instalado de manera que se mueva atravesando
el bastidor 1 de tal manera que la parte inferior 13 de herramienta
pueda desplazarse desde la posición I ilustrada en la Figura 2
hasta una posición II (Figura 3) situada en el interior del bastidor
1, y hasta una posición III en la Figura 2 situada a la derecha del
bastidor 1. La razón de esto es que, en la posición I, se aplica
una pieza de trabajo en la segunda parte 13 de herramienta, en la
posición II, se desarrolla el ciclo de trabajo interiormente en el
bastidor 1, y en la posición III, se retira de la segunda parte de
herramienta la pieza de trabajo acabada. La segunda parte de
herramienta se puede reciclar entonces de una u otra forma adecuada
y volverse a la posición II, o posiblemente suministrarle una nueva
pieza de trabajo en la posición III y volver a la posición II para
su tratamiento, y después de esto a la posición I para la retirada
de la pieza de trabajo.
El presente invento contempla también la
posibilidad de emplear una pluralidad de segundas partes o partes
inferiores de herramienta de diseños diversos que tengan cavidades
de molde de formas diversas. Esto implica que las piezas de
trabajo, después del ciclo de conformación, tendrán aspectos
distintos. Esto es posible en el sentido de que la primera parte de
herramienta puede diseñarse en principio con una superficie
inferior totalmente plana que, antes del ciclo de conformación con
la herramienta cerrada (de acuerdo con la Figura 4), se apoye
herméticamente contra el lado inferior de la pieza de trabajo.
En la Figura 3, la segunda parte 13 de
herramienta aparece introducida en el bastidor 1 antes de que la
unidad 6 generadora de fuerza haya elevado a la mesa elevadora 7
hasta apoyarla contra el lado inferior de la segunda parte 13 de
herramienta, es decir, antes de que se cierre la herramienta. En la
práctica, solamente se requiere el huelgo entre el lado inferior de
la mesa elevadora 7 y el lado inferior de la segunda parte 13 de
herramienta, que es suficiente para hacer posible la rodadura de la
segunda parte 13 de herramienta a la posición mostrada en la Figura
3. En la práctica, probablemente sería suficiente un espacio libre
o huelgo de un milímetro o de unos pocos milímetros.
En la Figura 3, se ha mostrado una pieza de
trabajo 16 en la forma de una hoja sustancialmente plana
descansando en la segunda parte 13 de herramienta. En la Figura,
las porciones de borde de la pieza de trabajo 16 se extienden al
exterior de la periferia de la segunda parte de herramienta. Por
otra parte, en una realización práctica es probable que la segunda
parte 13 de herramienta esté provista de miembros de retención que,
en una dirección horizontal, impidan que la pieza de trabajo 16 se
deslice en el lado superior de la parte de herramienta. En dicha
realización, las porciones de borde de la pieza de trabajo 16
estarían situadas dentro de la periferia exterior de la segunda
parte de herramienta. Dichos miembros de retención para la pieza de
trabajo se pueden diseñar como un bastidor exterior alrededor de la
periferia de la segunda parte de herramienta, pero pueden, por
ejemplo, comprender también imanes, dispositivos de aspiración o
elementos análogos. Adicionalmente, se han provisto medios de
obturación alrededor de la periferia de la cavidad 14 de molde que,
cuando la herramienta está cerrada, aprietan la pieza de trabajo
hasta lograr un apoyo hermético contra la primera parte 11 de
herramienta.
En la Figura 4, se ha activado la unidad 6
generadora de fuerza, de tal manera que la mesa elevadora 7 se ha
trasladado hasta apoyarse contra el lado inferior de la segunda
parte 13 de herramienta, y sus medios 15 de rodillo se han elevado
de los raíles 9 de rodillo. En esta posición, la pieza de trabajo 16
es presionada con una fuerza de gran intensidad entre las partes
primera y segunda de herramienta, teniendo lugar un cierre
hermético entre el lado superior de la pieza de trabajo 16 y el
lado inferior de la primera parte 11 de herramienta. En la posición
de acuerdo con la Figura 4, se suministra fluido a presión a través
de la admisión 12 a la interfaz entre el lado superior de la pieza
de trabajo 16 y el lado inferior de la primera parte 11 de
herramienta, después de lo cual la pieza de trabajo se pandea hacia
abajo al interior de la cavidad 14 de molde (Figura 2) practicada
en la segunda parte 13 de herramienta. El suministro de fluido a
presión al lado superior de la pieza de trabajo 16 se lleva a cabo
durante un período de tiempo y con un caudal tan intensos tales que
la pieza de trabajo se apriete fuertemente contra las paredes que
definen la cavidad 14 de molde, y con una fuerza de tal intensidad
que la pieza de trabajo se conforme de acuerdo con la forma de la
cavidad de molde con una precisión completa.
Una vez que ha tenido lugar la conformación de la
pieza de trabajo de acuerdo con la Figura 4, se vuelve a bajar la
mesa elevadora 7, después de lo cual la segunda parte 13 de
herramienta y la pieza de trabajo acabada se retiran del bastidor
1, donde se suelta de la pieza de trabajo la segunda parte de
herramienta. Después de esto, se repite el ciclo con la misma
segunda parte de herramienta, o con una segunda parte de
herramienta que sea idéntica o se haya formado de otro modo.
En lo anterior, se ha descrito el lado inferior
de la primera parte de herramienta como siendo sustancialmente
plano. Sin embargo, de acuerdo con el presente invento, es posible
también dotar a esta parte de herramienta de una cavidad de molde
que, en tal caso, correspondería a la cavidad 14 de molde. En esta
alternativa, la segunda parte 13 de herramienta tiene también una
admisión para fluido a presión que se emplea para presionar la
pieza de trabajo hacia el interior de la cavidad de molde que está
situada en la primera parte de herramienta. Si, en dicho caso, el
área de la cavidad de molde en la parte superior de herramienta es
considerablemente menor que el área de la cavidad 14 de molde en la
segunda parte de herramienta, la pieza de trabajo se podría
presionar primero en un sentido ascendente bajo la acción del fluido
a presión que se suministra a través de la segunda parte de
herramienta, después de lo cual tendría lugar una segunda
conformación en un sentido descendente por medio de fluido a
presión que se suministra a través de la admisión 12 practicada en
la primera parte de herramienta.
Como una alternativa a la colocación mutua de las
partes primera y segunda de herramienta 11 y 13, respectivamente,
como se muestra en los dibujos, también es posible proporcionar una
disposición en la que el plano de división entre las partes de
herramienta es vertical, es decir, que la pieza de trabajo está
derecha en lugar de estar situada horizontalmente.
El presente invento no se considerará restringido
al descrito anteriormente y mostrado en los dibujos, pudiéndose
concebir muchas modificaciones sin apartarse del alcance de las
Reivindicaciones adjuntas.
Claims (8)
1. Un aparato para hidroconformación de piezas de
trabajo, que comprende: una herramienta conformadora con al menos
una primera parte (11) de herramienta y al menos una segunda parte
(13) de herramienta, un dispositivo de prensa (1, 6 y 7) para cerrar
y mantener juntas las partes de herramienta durante un ciclo de
conformación, y medios para suministrar un fluido a presión durante
el ciclo de formación, caracterizado porque la primera parte
(11) de herramienta está fijada en el dispositivo de prensa (1, 6 y
7) mientras que la segunda parte (13) de herramienta está dispuesta
para su introducción en el dispositivo de prensa con anterioridad a
un ciclo de conformación y para su retirada del dispositivo de
prensa después del ciclo de conformación.
2. El aparato como el reivindicado en la
reivindicación 1, caracterizado porque dichos medios (12)
para el suministro de fluido a presión están conectados a la
primera parte (11) de herramienta.
3. El aparato como el reivindicado en la
Reivindicación 1 o en la reivindicación 2, caracterizado por
un transportador (8) para introducir la segunda parte (13) de
herramienta en una posición (II) en el dispositivo de prensa (1, 6 y
7) donde la herramienta se puede cerrar bajo la acción del
dispositivo de prensa, y para la retirada del dispositivo de
prensa de la segunda parte de herramienta.
4. El aparato como el reivindicado en una
cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 3, caracterizado
porque la primera parte (11) de herramienta es inmóvil en el
dispositivo de prensa (1, 6 y 7) vista en su dirección de
trabajo.
5. El aparato como el reivindicado en una
cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 4, caracterizado
porque la dirección de trabajo del dispositivo de prensa (1, 6 y 7)
es sustancialmente vertical, y porque el dispositivo de prensa
incluye medios elevadores (6 y 7) para elevar la segunda parte (13)
de herramienta hasta una posición de conformación en cooperación
con la primera parte (11) de herramienta.
6. Un método de hidroconformación de piezas de
trabajo, que comprende las etapas de: colocar al menos una pieza de
trabajo (16) en una herramienta que se cierra, después de lo cual
tiene lugar la conformación y la pieza de trabajo conformada se
retira de la herramienta, caracterizado porque una primera
parte (11) de herramienta se mantiene fija e inmóvil durante un
ciclo de trabajo; porque al menos una segunda parte (13) de
herramienta es provista de una pieza de trabajo (16); porque la
segunda parte de herramienta con la pieza de trabajo se lleva a
una posición (II) en relación con la primera parte (11) de
herramienta; y porque la herramienta se cierra mediante el
desplazamiento de la segunda parte (13) de herramienta y la pieza
de trabajo, después de lo cual tiene lugar la conformación de la
pieza de trabajo.
7. El método como el reivindicado en la
Reivindicación 6, caracterizado porque se usa una pluralidad
de segundas partes (13) de herramienta y se les obliga a seguir un
camino (9) que incluye al menos una posición (I) para aplicar una
pieza de trabajo (16), una posición de conformación (II) en relación
con la primera parte (11) de herramienta, y una posición (III) para
la retirada de la pieza de trabajo después de la operación de
conformación.
8. El método como el reivindicado en la
Reivindicación 6, caracterizado porque las segundas partes
(13) de herramienta son de aspectos diferentes para formar piezas
de trabajo (16) con formas diferentes.
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| WO1999058266A1 (en) | 1999-11-18 |
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