ES2216426T3 - Procedimiento y dispositivo para moldear piezas. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para moldear piezas de moldeo (2), caracterizado por un moldeo posterior de piezas preformadas exclusivamente en las zonas de bordes y esquinas (7) mediante líquido a alta presión.

Description

Procedimiento y dispositivo para moldear piezas.

La invención se refiere a un procedimiento para moldear piezas y un dispositivo para la realización de este procedimiento (véase, por ejemplo, el documento US-A-4 829 803).

Cuando hay que formar radios pequeños en zonas de borde o esquina de piezas de trabajo por medio de conformado interior de alta presión, o sea, el conformado mediante presión a las piezas de trabajo con una alta presión del líquido en herramientas de moldeo adecuadas, para moldear estos pequeños radios se necesitan presiones extremadamente elevadas, de un orden de magnitudes de 4000 bar y superiores. Por consiguiente, para mantener cerradas las piezas de la herramienta y/o un recipiente de presión que las rodea, en especial en el caso de piezas de gran superficie, se requieren fuerzas de cierre muy altas que resultan difíciles de dominar, lo cual rige en particular en el caso del conformado interior de alta presión convencional, en que la herramienta constituye al mismo tiempo la inclusión de presión para el conformado del líquido actuante. La invención se refiere en especial a piezas preformadas mediante conformado interior de alta presión y es en especial parte de un procedimiento correspondiente; pero también puede emplearse en caso de piezas preformadas de cualquier otro modo.

La invención tiene por lo tanto como objetivo crear un dispositivo y un procedimiento, mediante los cuales pueda producirse el moldeo posterior de piezas en zonas críticas de bordes y esquinas.

Según la invención, el citado objetivo se alcanza con un procedimiento del tipo citado al principio, en el que el moldeo posterior de piezas preformadas se produce exclusivamente en zonas de bordes y esquinas por medio de la alta presión de un líquido. Un dispositivo para moldear piezas se caracteriza, para resolver el citado objetivo, por unas partes de la herramienta de moldeo con cavidades de expansión configuradas cóncavas en sus zonas de bordes y esquinas, a las que puede aplicarse directa o indirectamente líquido a alta presión.

Una configuración preferida del procedimiento según la invención se caracteriza porque se aplica líquido a alta presión exclusivamente en las cavidades de expansión configuradas en las zonas de bordes y esquinas de una parte de la herramienta, aplicándose líquido a alta presión especialmente a zonas rebajadas de bordes y esquinas de una parte de la herramienta (pieza intermedia de moldeo) en zonas de los elementos de expansión cerrados situados juntos a la pieza que hay que moldear. A las cavidades de expansión de la correspondiente parte de la herramienta, que puede ser una pieza intermedia de moldeo o también una parte superior o inferior de la herramienta, siempre que se configuren mediante configuraciones de matrices convexas en una de este tipo en una zona cóncava de la pieza de trabajo o pieza de moldeo dirigida hacia éstas, se les puede aplicar directamente líquido a alta presión. Mediante la estrecha proximidad de una parte de la herramienta que encierra la pieza de trabajo o la pieza de moldeo y, por ejemplo, una pieza intermedia de moldeo en zonas lisas o zonas con radios grandes, puede conseguirse un descenso de presión suficiente, como mínimo siempre que los radios pequeños no se configuren en zonas marginales de la pieza de trabajo, hasta los bordes de cierre de las partes de las herramientas y en especial si éstas están rodeadas por un recipiente de presión separado. Sin embargo, tal como se indica, hay previstos preferentemente elementos de expansión separados, que en una configuración preferida adicional pueden consistir en tubos flexibles y cuyo material es preferentemente polímero o metal deformable elástica o plásticamente, siendo los elementos de expansión en el caso citado en último lugar, elementos perdidos.

Mediante el dispositivo según la invención, en las zonas de bordes y esquinas de una pieza de trabajo preformada o de una pieza de moldeo preformada se puede dar forma posteriormente a radios locales mediante líquido a alta presión. Debido a la reducida superficie de proyección al aplicar líquido a alta presión en las zonas de bordes y esquinas, siendo las dimensiones transversales de las superficies sobre las que se aplica de únicamente unos pocos milímetros, puede trabajarse con fuerzas reducidas, en especial fuerzas de presión y de cierre pequeñas. Haciendo que las cavidades de expansión que hay que llenar con el líquido que está a alta presión sean muy pequeñas con respecto a las cavidades que hay que llenar habitualmente en el caso del conformado interior de alta presión, es posible un llenado rápido de las citadas cavidades de expansión en las zonas de bordes y esquinas, de tal modo que pueden conseguirse tiempos cortos del proceso para el moldeo posterior según la invención.

La invención puede utilizarse en especial en el caso de una herramienta para el conformado interior de alta presión provista de un anillo separador entre la parte inferior y la parte superior de la herramienta, moldeándose como mínimo en una de las partes de la herramienta citadas y en el último una pieza de trabajo y produciéndose la conducción del líquido para moldear la pieza de trabajo a través del anillo separador, tal como se describe en la solicitud de patente paralela "Verfahren und Vorrichtung zum hydraulischen Umformen eines Werkstücks" (Procedimiento y dispositivo para el conformado hidráulico de una pieza de trabajo) del solicitante, cuyo contenido se hace objeto completo de la presente memoria. En este caso se retira el anillo separador después del conformado de la pieza de trabajo y se coloca en la herramienta una pieza intermedia de moldeo configurada del modo según la invención, pudiéndose utilizar sin modificaciones para el moldeo posterior las partes superior e inferior de la herramienta procedentes de la primera fase de conformado interior de alta presión. La pieza intermedia de moldeo es un elemento de memoria de forma total o parcial con geometría de piezas de chapa, que en las zonas de bordes y esquinas que hay que calibrar o moldear posteriormente presenta los citados elementos de expansión. La dilatación de los elementos de expansión viene limitada por el cierre de forma de la pieza intermedia, es decir, las paredes de la pieza intermedia que delimitan las cavidades de expansión que recogen los elementos de expansión y que actúan como un cojinete de reposición.

Otras ventajas y características de la invención se deducen de las reivindicaciones y de la descripción siguiente, en la que se explica en detalle un ejemplo de realización de la invención tomando como referencia los dibujos. En ellos se muestra:

Figura 1 una parte inferior de la herramienta con una pieza de moldeo preformada en ella;

Figura 2 el objeto de la Figura 1 con la pieza intermedia de moldeo preferida insertada según la invención;

Figuras 3 a 6 representaciones en detalle para disponer los elementos de expansión en una parte de una herramienta de moldeo.

La Figura 1 muestra una parte inferior de una herramienta de moldeo para moldear piezas de trabajo por medio de líquido a alta presión, que actúa sobre el lado cóncavo de la pieza de trabajo 2 representada. La pieza de trabajo 2 representada junto con otra pieza de trabajo de la misma o distinta forma, que es comprimida en el moldeo de matrices de una parte superior de la herramienta y en la que se ejerció una alta presión entre las dos piezas de trabajo, puede formarse según el procedimiento según los documentos DE 197 28 276 o DE 195 35 870, pudiendo haber entre ambas piezas de trabajo eventualmente también un anillo separador, a través del cual se conduce la presión de llenado. De manera alternativa también se puede moldear sola la pieza de trabajo 2, siendo necesaria una parte superior de la herramienta, aunque ésta puede presentar una forma cualquiera. El moldeo se produce preferentemente cuando se trabaja con alta presión hidráulica en un recipiente de presión, que rodea a una herramienta separada de él. La invención preve el moldeo posterior separado de los bordes 3, 4, 5 de la pieza de trabajo (2) en especial cóncavos. Para ello está prevista la pieza intermedia de herramienta 6, que en la mayor parte de su perímetro adyacente a la pieza de trabajo 2 sigue la forma de matriz de la parte de la herramienta, aquí la parte inferior de la herramienta, pero las zonas de bordes y esquinas 7 presentan escotaduras de expansión 8 en las que desembocan conducciones de presión. En la forma de realización representada en el dibujo hay incluidos en las cavidades de expansión 8 elementos de expansión 9 cerrados que, por ejemplo, pueden consistir en tubos elásticos y que preferentemente son de material polímero elástico, flexible y capaz de soportar altas cargas. Los elementos de expansión 9, sin embargo, dependiendo de la complejidad de los bordes y del tamaño del grado de conformado de las zonas que hay que moldear después, también pueden ser tubos o mangas de metal deformables que o bien son deformables simplemente en sus zonas de elasticidad -el diámetro transversal de los elementos de expansión 9 puede ser pequeño- o bien en el caso de la deformación plástica pueden ser también elementos de expansión que se pierden.

Los elementos de expansión 9 están conectados a una conexión de líquido a alta presión que conduce en la herramienta a la pieza intermedia 8, produciéndose la generación de presión de la manera habitual en el caso del conformado interior de alta presión.

Si, como al comienzo de la descripción de los dibujos, la parte inferior 1 de la herramienta es una parte de una herramienta de conformado interior de alta presión, después del moldeado de la pieza de trabajo 2 mediante conformado interior de alta presión se abre la herramienta y eventualmente el recipiente de trabajo separado que la rodea, levantándose la parte superior del molde siempre que se conformen dos piezas de trabajo. Después se coloca la pieza intermedia de moldeo 6 o se bascula entre las dos partes del molde y por lo tanto las dos partes de la herramienta, tal como se representa en la Figura 2. Finalmente, vuelven a cerrarse la herramienta y un recipiente de presión que eventualmente la pueda rodear. Después se lleva líquido a alta presión a las cavidades de expansión 8, más exactamente a los elementos de expansión 9 en el caso del ejemplo de realización representado. Éstos se dilatan entonces en su zona no soportada por la pieza intermedia de moldeo 6 frente a las zonas de bordes 3, 4, 5 anexas de la pieza de trabajo 2 y aprietan ésta contra los bordes y esquinas de la parte de la herramienta, aquí de la parte inferior 1 de la herramienta. Con ello se reducen esencialmente los radios de curvatura de las zonas de bordes y esquinas de la pieza de trabajo 2, que según la representación de la Figura 1 son al principio relativamente grandes, y se aproximan a los radios de curvatura de las zonas de bordes y esquinas de la matriz de la parte de la herramienta.

Después del moldeo posterior de los bordes y esquinas 3 a 5 se puede volver a abrir la herramienta (eventualmente con el recipiente de presión) y se extrae la pieza de trabajo 2 moldeada completa de la parte de la herramienta (aquí la parte inferior de la herramienta).

El moldeado posterior de los bordes y esquinas 3 a 5 de una pieza de trabajo 2 preformada puede realizarse también en una herramienta de moldeo posterior, separada de la herramienta de premoldeo, con la parte inferior 1 de la herramienta y la pieza intermedia de moldeo 6. En este caso se coloca en la herramienta vacía (parte inferior 1 de la herramienta) la pieza de trabajo 1 preformada. A continuación, se pone en su posición la pieza intermedia de moldeo 6. En este caso ya no se necesita un parte superior de la herramienta por separado y, si se trabaja con elementos de expansión 9 cerrados, tampoco un recipiente de presión separado.

Mientras que en las Figuras 1 y 2 no se representa con más detalle la disposición de los elementos de expansión 9 en la parte de la herramienta de moldeo o la pieza intermedia de moldeo 6 y básicamente también pueden colocarse los elementos de expansión, tal como se ve en las escotaduras existentes de la pieza intermedia de moldeo 6, las configuraciones de las Figuras 3 a 6 muestran medidas para la disposición de los elementos de expansión en una parte de la herramienta de moldeo o la pieza intermedia de moldeo 6. En el caso de la configuración de la Figura 3, la pieza intermedia de moldeo 6 muestra una ranura 11, de forma semicircular en sección, con cortes posteriores 12, 13, en la que está colocado en arrastre de forma el elemento de expansión, configurado en sección en forma de "8" y con su parte superior (en el dibujo), y hay previstos dos cavidades huecas 14, 15 a las que se aplica presión y que están separadas mediante un puente 16. La cavidad hueca 15 también podría ser de material completamente elástico. Alternativamente, puede desaparecer el puente 16, de tal manera que los espacios huecos 14, 15 se continúan.

En la configuración de la Figura 4 hay prevista, para recoger una parte del elemento de expansión 9, igualmente una ranura 11 con cortes posteriores 12, 13, en los que enganchan talones 17, biselados cónicamente en el sentido de colocación, de una zona de sujeción del elemento de expansión 9 de la disposición en arrastre de forma.

En la configuración de la Figura 5, el elemento de expansión 9 presenta cubrejuntas 19 que están cubiertas por placas de soporte 22 fijadas mediante tornillos 21 a la pieza intermedia de moldeo 6, de tal manera que mediante éstas y los tornillos 21 que sujetan las cubrejuntas 19 igualmente se produce una disposición con arrastre de forma del elemento de expansión 9 en la pieza intermedia de moldeo 6.

En la configuración de la Figura 6 la ranura 11 está configurada sin cortes posteriores. El elemento de expansión está fijado al fondo de la ranura por medio de adhesivo 23 y con ello se mantiene sujeto en arrastre de forma. En lugar de un fondo plano, éste puede estar configurado naturalmente también de forma semicircular. También puede haber prevista una combinación de las técnicas de fijación de la Figuras 3 a 5, por un lado (con arrastre de forma) y de la Figura 6 por otro lado (con arrastre de fuerza).

Lista de referencias

\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
 1 \+ Parte inferior de la herramienta\cr  2 \+ Pieza de trabajo\cr 
3 \+ Borde\cr  4 \+ Borde\cr  5 \+ Borde\cr  6 \+ Pieza intermedia
de moldeo\cr  7 \+ Zona de bordes y esquinas\cr  8 \+ Cavidades de
expansión\cr  9 \+ Elementos de expansión\cr  11 \+ Ranuras\cr  12,
13 \+ Cortes posteriores\cr  22 \+ Placas de
soporte\cr}

Claims (13)

1. Procedimiento para moldear piezas de moldeo (2), caracterizado por un moldeo posterior de piezas preformadas exclusivamente en las zonas de bordes y esquinas (7) mediante líquido a alta presión.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se aplica líquido a alta presión exclusivamente a las cavidades de expansión (8) formadas en la zona de bordes y esquinas (7) de una parte (6) de herramienta de moldeo.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque se aplica líquido a alta presión a los elementos de expansión (9) cerrados y situados anexos en la zona de la parte de molde (2) que hay que moldear, en zonas de bordes y esquinas (7) rebajadas de una parte (6) de herramienta de moldeo.

4. Dispositivo para moldear piezas de moldeo (2) caracterizado por una parte (6) de herramienta de moldeo con cavidades de expansión (8) configuradas cóncavas en sus zonas de bordes y esquinas (7), a las que se aplica directa o indirectamente líquido a alta presión.

5. Dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado por elementos de expansión (9) cerrados, dispuestos en las cavidades de expansión (8).

6. Dispositivo según la reivindicación 5, caracterizado porque los elementos de expansión están configurados como tubos flexibles.

7. Dispositivo según la reivindicación 5 o 6, caracterizado porque los elementos de expansión (9) son de un material polímero flexible y capaz de soportar altas cargas.

8. Dispositivo según la reivindicación 4 o 5, caracterizado porque los elementos de expansión (9) son de metal.

9. Dispositivo según una de las reivindicaciones 4 a 8, caracterizado porque los elementos de expansión (9) están dispuestos en alineaciones de la parte (6) de la herramienta de moldeo.

10. Dispositivo según la reivindicación 9, caracterizado porque los elementos de expansión (9) están dispuestos con arrastre de fuerza.

11. Dispositivo según la reivindicación 9, caracterizado porque los elementos de expansión están dispuestos con arrastre de forma.

12. Dispositivo según la reivindicación 9 o 11, caracterizado porque los elementos de expansión están dispuestos en ranuras (11) que presentan cortes posteriores (12, 13).

13. Dispositivo según la reivindicación 9 o 11, caracterizado porque los elementos de expansión (9) están sujetos mediante placas de soporte (22) que los cubren parcialmente y van fijos a la herramienta de moldeo (6).