ES2224309T3 - Metodo y aparato para producir un cuerpo hueco. - Google Patents

Abstract

PARA UN PROCEDIMIENTO Y UN DISPOSITIVO PARA LA FABRICACION DE UN CUERPO HUECO (9), PREFERIBLEMENTE DE CHAPA, COMO POR EJEMPLO CAPOTS Y PUERTAS DE AUTOMOVILES, SE SUJETAN AL MENOS DOS PLANCHAS (12, 13) PROXIMAS ENTRE SI, EL CUERPO HUECO (9) SE MOLDEA ENTONCES MEDIANTE ALTA PRESION INTERIOR Y SE UNEN POR VETEADO LAS PLANCHAS (12, 13) UNIDAS ENTRE SI.

Description

Método y aparato para producir un cuerpo hueco.

La invención se refiere a un procedimiento y a un dispositivo para la fabricación de un cuerpo hueco, preferentemente de chapa, como por ejemplo un capó o puerta de automóvil o similar, en el que se emplea el llamado procedimiento de conformado a alta presión interior (IHU), según el preámbulo de las reivindicaciones 1 y 26.

El documento DE-OS 42 32 161 describe un procedimiento para la fabricación de un cuerpo hueco empleando un cuerpo base fabricado a partir de pletinas, en el cual el cuerpo hueco es fabricado mediante un empleo combinado del procedimiento IHU y del procedimiento de embutición profunda. Esta propuesta se caracteriza porque en primer lugar se fabrica el cuerpo base a partir de dos pletinas que presentan dimensiones de los bordes idénticas, que son colocadas una sobre otra y soldadas entre sí por el lado de los bordes. Tras la introducción del cuerpo base en un molde de herramienta y su cierre, el conformado del cuerpo base se efectúa por medio del procedimiento arriba citado para obtener un cuerpo hueco. Tras la finalización del proceso de conformado siguen otras etapas de mecanizado.

Aparte de que según esta propuesta es preciso fabricar en primer lugar un cuerpo base separado, que es introducido seguidamente en el molde de herramienta - lo que requiere al menos dos etapas de trabajo adicionales - este procedimiento tiene el inconveniente de que, condicionado por la costura soldada, sólo se pueden fabricar piezas de trabajo simétricas en cuanto a sus partes superior e inferior. Además, el cuerpo hueco debe ser tratado posteriormente, tras el conformado, debido a los daños superficiales ocasionados en la zona de los bordes del componente por la embutición profunda; siguen por tanto aún otras etapas de mecanizado necesarias, como por ejemplo recorte de la ancha brida debida al tipo de conformado y/o punteado posterior de la unión de las pletinas, lo que se debe efectuar en otros puestos separados. El procedimiento se caracteriza pues por una pluralidad de etapas de mecanizado a realizar sucesivamente y es extraordinariamente limitado respecto a la variedad de productos.

Similar es el comportamiento en el caso de la propuesta según el documento DE 195 35 870 A1, en el que se propone un procedimiento para la fabricación de estructuras huecas en forma de cáscara a partir de recortes de chapa dobles por medio del procedimiento IHU. Debido a la costura soldada lineal propuesta también aquí, se generan también aquí los inconvenientes arriba citados, no debiéndose dejar de señalar el hecho que es necesaria una apertura temporal intermedia del molde.

A partir de estos antecedentes, la invención se plantea el problema de configurar un procedimiento para la fabricación de un cuerpo hueco de manera más eficiente y por tanto más favorable en costes y más variable, en particular en la industria del automóvil, a la vista de la presión continuamente creciente del tiempo y de los costes.

El procedimiento según la invención y el dispositivo según la invención respectivamente resuelven este problema con las características de las reivindicaciones principales 1 y 26. El procedimiento es particularmente apropiado también para la fabricación de componentes de paredes múltiples, que son especialmente apropiados para la fabricación de carrocerías, como por ejemplo capós y puertas de automóviles, portones traseros y techos, y se puede llevar a cabo ventajosamente en una sola herramienta.

Tras el recorte de las pletinas iniciales, éstas son introducidas en una herramienta de conformado a alta presión interior (IHU) especial configurada según la invención, que se describirá más adelante, fijadas en sus zonas de los bordes de modo mutuamente estanco y conformadas a continuación por medio del procedimiento de conformado a alta presión interior (IHU) para obtener un cuerpo hueco. Para la estabilización y unión definitiva de las pletinas, éstas son ensambladas por incrustación en puntos apropiados. Estas etapas de elaboración - fijación estanca, conformado, ensamblaje por incrustación - se pueden llevar a cabo se manera muy ventajosa según la invención en una sola herramienta y en orden de sucesión prácticamente cualquiera así como de manera superpuesta.

Cuando se habla aquí de "fijadas de modo mutuamente estanco" o de "fijación estanca", se significa con ello una obturación de las dos pletinas una respecto a otra, que permite el empleo del procedimiento IHU, sin que pueda escapar hacia el exterior medio de presión al menos apreciablemente durante la deformación de las pletinas para la obtención del espacio hueco o de los espacios huecos entre ellas. Esto se puede conseguir por ejemplo mediante la disposición de tiras adhesivas entre las pletinas, mediante un rebordeado de las zonas de brida de las pletinas, así como mediante una combinación de ambos, pudiendo ser las zonas de brida o bien la(s) línea(s) de estanqueidad cargadas adicionalmente durante el conformado, mediante dispositivos correspondientes, con una presión suficiente para la obturación, a saber mediante la herramienta configurada correspondientemente. La estanqueidad se obtiene por tanto mediante unión positiva de forma. En caso de una presión de estanqueidad correspondiente (fuerza de prensado a lo largo de la línea de estanqueidad), las pletinas son soldadas en frío adicionalmente al menos por puntos, lo que si bien no es obligatorio para el procedimiento según la invención, sí es ventajoso.

En una configuración de la invención, las pletinas son prensadas plásticamente en la zona de unión, preferentemente en la zona de los plegados, lo que conduce a una obturación más fiable. Para ello la herramienta es modificada - tal como se señala en mayor detalle más abajo -, a saber mediante un anillo de embutición previsto adicionalmente como parte del troquel de embutición inferior.

En otra configuración de la invención, en la herramienta IHU especial se lleva a cabo al menos otra etapa de mecanizado durante, superpuesta y/o después del proceso IHU. Estas etapas de mecanizado pueden ser por ejemplo estampación, perforación, obturación inclusive la disposición al menos preparada de elementos de unión, y similares.

Para completar se señala aquí que con el procedimiento según la invención se pueden fabricar también componentes de otras ramas de la industria, como por ejemplo cuerpos de calefacción de placas o componentes similares.

A continuación se explican en detalle variantes preferentes del procedimiento según la invención, con ayuda de los ejemplos de realización representados en los dibujos. En los dibujos muestran:

Fig. 1 un corte transversal a través de un ejemplo de realización preferente de una herramienta IHU;

Fig. 2 una vista en planta de la parte inferior de la herramienta IHU representada en Fig. 1 con herramientas auxiliares montadas según la invención;

Fig. 3 un corte transversal a través de un ejemplo de realización particularmente preferente, cortado a lo largo de la línea III-III en Fig. 4;

Fig. 4 un corte transversal de la mitad del ejemplo de realización representado en Fig. 3, cortado a lo largo de la línea IV-IV en Fig. 3;

Fig. 5 una vista en planta de la mitad del ejemplo de realización representado en Fig. 3, para mostrar la posición de los puntos de inyección;

Fig. 6 el fragmento X de Fig. 3, representado a escala ampliada para mostrar la zona de la soldadura en frío de las pletinas; y

Fig. 7 un punto de inyección del sistema de inyección estacionario previsto para la variante según Fig. 3.

El procedimiento según la invención se describe a título de ejemplo con ayuda de la fabricación de un capó de automóvil. En Figura 1 se representa una herramienta de conformado a alta presión interior (IHU) especial 1, a saber una herramienta de conformado de chapa a alta presión interior (IHB) con un cabezal 2 y una mesa 3 de la prensa. El cabezal 2 es móvil verticalmente hacia arriba y hacia abajo según la flecha A. El cabezal 2 lleva en el lado inferior una parte superior 4 de la herramienta. En correspondencia, sobre la mesa 3 de la prensa está sujeta la correspondiente parte inferior 5 de la herramienta. Parte superior 4 y parte inferior 5 de la herramienta forman, en la herramienta IHB cerrada 1, el molde negativo del cuerpo hueco, es decir la superficie de delimitación contra la cual es prensado el cuerpo hueco a fabricar mediante el proceso IHU, y gracias al cual obtiene su forma definitiva, repetible con precisión. Es imaginable configurar este molde negativo mediante piezas de contrapresión móviles para un conformado variable de los cuerpos huecos a fabricar.

En la herramienta IHB 1 está integrada además una alimentación 6 de medio de presión en forma de un sistema de inyección, al que pertenecen una lanza 7 y una unión 8 con un depósito de medio de presión no representado. En esta forma de realización, el sistema de inyección 6 está montado de tal modo en la parte inferior 5 de la herramienta, que su lanza 7 se puede trasladar en la dirección del cuerpo hueco 9 a fabricar y se asegura una alimentación continua de medio de presión mediante la unión 8. El sistema de inyección 6 podría estar dispuesto también entre parte superior 4 y parte inferior 5 de la herramienta, teniendo lugar entonces la alimentación de medio por el lado en el cuerpo hueco 9.

Para la puesta en práctica de otras etapas de mecanizado en la misma herramienta IHB 1 es posible integrar en ésta herramientas adicionales controladas en el tiempo y asociadas entre sí espacialmente de manera correspondiente, como por ejemplo herramientas de estampación 11 para la práctica de perforaciones y/o grandes lumbreras en el cuerpo hueco. Estos vaciados se pueden utilizar por ejemplo para la colocación de medios de unión, el tendido de conducciones y, en caso de componentes que contengan fluidos, para la aportación o evacuación de los fluidos. Grandes lumbreras son apropiadas para mejorar las propiedades de vibración propia.

El procedimiento según la invención para la fabricación de cuerpos huecos a partir de pletinas se lleva acabo en una realización ventajosa según las siguientes etapas:

En primer lugar, las pletinas iniciales de chapa - que en un capó de automóvil pueden ser una pletina 12 de la envolvente exterior y una pletina 13 del nervio interior - son recortadas en una instalación de bobinado, y a ser posible los lados frontales - con referencia al capó de automóvil a fabricar - de las pletinas 12 de la envolvente exterior son acodadas en un ángulo mayor de 90º. El motivo para el acodamiento en un ángulo mayor de 90º se explicará más abajo. Si este proceso de plegado no se pudiera integrar también en la herramienta de bobinado, es posible un plegado tras el recorte en una herramienta de pre-conformado. Antes de su introducción en la herramienta IHB 1, las pletinas 12, 13 a unir entre sí pueden ser fijadas por medio de tiras adhesivas sobre el lado interior de la pletina 12 de la envolvente exterior, sobre las superficies frontales plegadas. Estas tiras adhesivas tienen, además del efecto de pre-fijado, el objeto de obturar mutuamente las pletinas, así como absorber vibraciones y evitar corrosiones entre las pletinas.

En cuanto la pletina 13 del nervio interior está colocada en la pletina 12 de la envolvente exterior y ambas han sido introducidas en la herramienta IHB 1, se cierra ésta mediante descenso del cabezal 2. Con ello, las superficies frontales acodadas de la pletina 12 de la envolvente exterior son rebordeadas automáticamente, porque han sido ya plegadas en más de 90º, por lo que tras el cierre de la herramienta las mismas encierran fijamente los flancos de los lados frontales de la pletina 13 del nervio interior. Simultáneamente, los flancos laterales 14 de las dos pletinas 12, 13 son acodados - preferentemente en 90º - con troqueles 15 móviles también hacia arriba y hacia abajo, que aportan una cierta fuerza de avance, montados en la parte superior 3 de la herramienta, y a continuación prensados uno contra otro mediante troqueles 16 en forma de regletas, que se pueden trasladar horizontalmente, que se extienden en toda la longitud de las aristas, integrados en la parte inferior 5 de la herramienta, con tal fuerza que las pletinas 12, 13 son fijadas de modo tan estanco una contra otra, que ningún medio de conformado puede escapar. Además, puede tener lugar incluso una soldadura en frío parcial o total. En las superficies frontales del cuerpo hueco 9, que durante o mediante el descenso del cabezal 2 han sido rebordeadas, el rebordeado tiene por objeto la necesaria estanqueidad. Debe señalarse en este punto, que el acodamiento en la herramienta IHB 1 puede tener lugar también a lo largo de una línea cerrada en sí misma - es decir, a lo largo de todos los flancos exteriores -; también es imaginable que todos los flancos sean acodados antes de la introducción en la herramienta IHB 1 y rebordeados mediante el descenso del cabezal 2.

De esta manera, las pletinas 12, 13 son fijadas mutuamente de modo estanco a lo largo de sus superficies de los bordes, de modo que durante el subsiguiente conformado a alta presión interior ningún medio de presión puede escapar fuera del espacio hueco 17 entre las pletinas 12, 13, y se puede generar por tanto en el cuerpo hueco la alta presión necesaria para la deformación. Sobre los flancos 14 acodados lateralmente se pueden enchufar, tras el proceso de fabricación, gomas de aristas para la protección de los canales para agua en la zona frontal del automóvil.

Además, durante el cierre de la herramienta IHB 1, la lanza 7 del sistema de inyección 6 se mueve en la dirección de la pletina 13 del nervio interior. Con ayuda de la lanza 7 se impulsa, durante el conformado a alta presión interior, el medio de presión en el espacio hueco 17 entre las pletinas 12, 13, y se genera una alta presión interior. Es necesario para ello perforar con la lanza 7 una de las dos pletinas 12, 13 fijadas mutuamente de modo estanco, si no está prevista desde el principio una abertura de entrada de medio de presión en una de las pletinas 12, 13 o en la zona del borde entre ellas. Se debe evitar sin embargo perforar ambas pletinas 12, 13, porque en caso contrario no se tendría la estanqueidad necesaria para la generación de una alta presión interior.

Hay diversas posibilidades para la perforación de una de las pletinas 12, 13; se cita aquí a título de ejemplo la aspiración de la pletina, a través de la cual debe penetrar la lanza 7, por medio de un "alimentador", de modo que las pletinas 12, 13 situadas superpuestas son impulsadas alejándose una de otra y se evita una penetración de ambas pletinas 12, 13.

Si no fuera posible practicar un punto de paso a su través debido a la geometría del componente a fabricar, es necesario practicar antes de la unión de las pletinas 12, 13, por ejemplo durante el recorte en la instalación de bobinado, un agujero en el punto de la pletina en el que, tras la introducción, se encuentra la alimentación 6 de medio de presión en la herramienta IHB 1.

La lanza 7 está configurada de modo que durante el conformado no puede salir medio de presión alguno fuera del cuerpo hueco. Esto se consigue por ejemplo mediante un extremo cónico de la lanza.

En cuanto la herramienta IHU está cerrada y por tanto las superficies frontales están rebordeadas, y los flancos laterales 14 de las pletinas 12, 13 son prensados uno contra otro y el sistema de inyección 6 está unido con la pieza de trabajo, el medio de conformado es impulsado entrando en el espacio interior 17 del cuerpo hueco 9 entre las pletinas 12, 13. Como medio de conformado se pueden emplear tanto fluidos como gases y espumas; en determinados casos de aplicación estas últimas pueden quedar en el cuerpo hueco tras la finalización del proceso de conformado, porque las mismas actúan positivamente sobre las propiedades de amortiguación o vibración respectivamente del componente en conjunto.

Mediante la introducción del medio de conformado en el espacio interior 17 y la generación de la presión tiene lugar un conformado así como, al alcanzarse la presión máxima, el calibrado final (conformado de por ejemplo finos radio(s) de esquinas) de las pletinas 12, 13 en su forma definitiva.

Debe señalarse en este punto, que para la posterior calidad del componente es importante que en la zona de los puntos de unión de las pletinas 12, 13, aquí en la zona de sus aristas frontales y flancos laterales 14, no tenga lugar durante el proceso de conformado proceso alguno de embutición profunda debido al efecto de apriete que se mantiene al estar cerrada la herramienta, lo que constituye una ventaja particular de la invención, porque no tiene lugar así fluencia de material alguna en estas zonas, la cual tendría efectos negativos sobre las propiedades del componente, en particular de su calidad superficial.

Con ayuda del procedimiento según la invención es posible llevar a cabo, de manera ahorrativa en tiempo y costes, otras etapas de mecanizado en el cuerpo hueco tanto durante, como también de manera superpuesta, así como tras finalizar el conformado a alta presión interior. Estas etapas de mecanizado adicionales se llevan a cabo ventajosamente en la herramienta IHB 1. Se eliminan por tanto una extracción y nueva introducción en otra herramienta.

A estas etapas de mecanizado pertenecen el ensamblaje por incrustación de los flancos 14 para la unión de las pletinas 12, 13 por medio de troqueles individuales 18, que están apoyados en la regleta 16 para troqueles que se puede trasladar horizontalmente y que se pueden también trasladar horizontalmente relativamente a ella, así como por ejemplo operaciones de perforación en la pletina 12 de la envolvente exterior y/o en la pletina 13 del nervio interior, así como la práctica de grandes lumbreras en la pletina 13 del nervio interior, cuyas funciones se han explicado más arriba.

La perforación se puede llevar a cabo en diferentes variantes del procedimiento. Se citan aquí por ejemplo la perforación "hacia dentro", la perforación "hacia fuera", así como la perforación "con apéndice remanente adosado al componente".

En el caso de la perforación "hacia dentro", la herramienta de perforación o corte respectivamente se traslada con su extremo de estampación 19 durante o bien después del conformado a alta presión interior en el cuerpo hueco cargado con alta presión, permanece allí durante el conformado e impide por tanto una salida del medio de presión. Los apéndices estampados permanecen entonces en el cuerpo hueco.

La perforación "hacia fuera" se efectúa en dos etapas. En una primera etapa, la herramienta de perforación o corte respectivamente 19 se traslada durante el proceso IHU hacia el cuerpo hueco y penetra en la pared de éste en medida tal que se genera una línea teórica de rotura; en la segunda etapa, se hace retroceder la herramienta 19 en forma brusca a alta velocidad, con alta presión interior máxima. Con ello, el material de la pletina se rompe a lo largo de la línea teórica de rotura y es prensado hacia fuera como apéndice; tiene lugar efectivamente una cierta salida del medio de presión y por tanto una caída de presión en el cuerpo hueco, que sin embargo es despreciable.

En el caso de la perforación "con apéndice remanente adosado al componente", la herramienta de perforación o corte respectivamente está configurada roma en un punto de la arista de estampación, por lo que en una parte de la zona de la perforación queda existente una unión, de modo que el apéndice estampado es abatido hacia dentro y queda unido con la pletina, y no queda por tanto suelto en el cuerpo hueco. El extremo de estampación de la herramienta de perforación o corte respectivamente se puede dejar en el cuerpo hueco hasta que se elimine nuevamente la alta presión interior. El apéndice que queda de esta manera tampoco conlleva por lo demás problema alguno durante el barnizado, porque en la zona del apéndice abatido es posible una aportación de pintura, puesto que el apéndice no es abatido hasta aplicarse a la superficie interior de la pared.

Una vez que han terminado todas las etapas de mecanizado, tiene lugar la aspiración del medio de conformado desde el espacio interior 17 del componente - si bien, en caso de emplearse espuma como medio de presión, ésta debe permanecer en la pieza de trabajo por los motivos señalados más arriba - así como de la herramienta IHB 1, bien a través de la alimentación 6 de medio de presión o mediante otro dispositivo especial, integrado, no representado aquí.

Tras la apertura de la herramienta IHB 1 se obtiene un componente terminado completo, sobre el cual - en caso necesario - se deben aún atornillar, remachar o soldar por puntos fijaciones para el alojamiento de elementos de unión, así como para el mecanismo de cierre.

En las Fig. 3 a 7 se representa un ejemplo de realización según la invención, que en su estructura esencial corresponde efectivamente al descrito más arriba, si bien gracias a la variación de algunos detalles conlleva ventajas particulares, a saber por una parte una obturación optimizada en las zonas de unión de las pletinas y por otra un sistema de inyección simplificado, estacionario, como diferencia respecto al ejemplo de realización descrito más arriba.

La obturación optimizada se consigue en este ejemplo de realización según la invención de modo que se fabrica una arista de estanqueidad en la esquina de plegado (véase también Fig. 6), a saber en la transición del llamado "cerco" (es decir, la zona acodada del borde de la chapa o pletina que se extiende verticalmente hacia abajo en los dibujos) al cuerpo hueco propiamente dicho (aquí, capó de motor). Se eliminan por tanto un acodamiento o plegado respectivamente de las pletinas antes de su introducción en la herramienta IHU para la generación de los flancos laterales 14 - por el contrario, esta zona es deformada en correspondencia durante el cierre de la herramienta - así como los troqueles 15, 16 y 18, lo que significa un ahorro importante en coste constructivo y simplifica esencialmente la herramienta tanto desde el punto de vista de su diseño como también de sus dispositivos de maniobra adicionales. Esto se consigue mediante una configuración modificada tanto de la parte inferior 5 de la herramienta como de la parte superior 4 de la herramienta que, como muestra Fig. 3, está embutida lateralmente más allá de la pieza central de la parte inferior de la herramienta, que está subdividida a su vez en un troquel de embutición central móvil 21 y en un anillo de embutición 22 que rodea al mismo. Entre el anillo de embutición 22 y la parte superior 4 de la herramienta se encuentra un sujetador 23, que rodea exteriormente también a una sección 22a en forma de cuello, que rodea también al troquel de embutición móvil 21 (véanse también Fig. 3 y 4).

Fig. 6 muestra, en el círculo en ella dibujado, la zona de la soldadura en frío de las pletinas, que es ocasionada mediante la cooperación de la fuerza F_{S} del anillo de embutición 22 y de la fuerza F_{M} de la matriz, cuando se cierra la herramienta. Se elimina por tanto el prensado hidráulico, previsto en el ejemplo de realización descrito más arriba, del cerco por el lado mediante los cilindros hidráulicos así como el acodamiento o plegado respectivamente antes de la introducción de las pletinas en la herramienta IHU, o bien alternativamente el acodamiento en la herramienta mediante el troquel 15, porque este proceso tiene lugar automáticamente durante el cierre de la herramienta tras la introducción descrita más arriba de las piezas de trabajo (pletinas), con la consecuencia de la soldadura en frío. A ello se une simultáneamente la ventaja adicional de que no es ya necesaria asociación definida mutua alguna de las zonas de las chapas pre-deformadas antes de su introducción en la herramienta, lo que en la forma de realización descrita más arriba era condición previa para una obturación fiable mutua de las chapas.

Esta soldadura de las esquinas obtenida en el ejemplo de realización aquí descrito, que, tal como muestran las direcciones de las fuerzas señaladas en Fig. 6, se consigue por arriba o por abajo respectivamente, pero no por el lado, es de fabricación más estanca y más precisa, porque en caso contrario hay que obturar una superficie relativamente grande. Se puede por tanto prescindir también de tiras adhesivas para la fijación de la posición relativa y/o de obturaciones adicionales.

Debe señalarse también que, debido a la función del sujetador, durante el cierre de la herramienta se consigue una fluencia de material controlada en la zona del cerco, que debido a las razones que se indican a continuación es muy especialmente ventajosa. Hay que señalar además, respecto al desarrollo de la fabricación, que el sujetador 23 en la posición inicial se aplica por abajo en la zona del borde de la pletina interior, mientras que la matriz se aplica desde arriba a la pletina exterior 14, y durante el cierre de la herramienta las zonas de los bordes son apretadas entre el sujetador 23 y la matriz 4, de modo que mediante la arista exterior del anillo de embutición 22a tiene lugar una deformación hacia abajo en la posterior zona de unión y estanqueidad de las pletinas, de modo que se obtiene en primer lugar una sección transversal en forma de Z para la zona del borde, a saber comenzando por la zona que se aplica a la superficie frontal superior del cuello 22a, a lo largo de la zona vertical entre la superficie exterior del cuello 22a y la superficie interior de la matriz 4 embutida hacia abajo, y finalmente hasta la zona del borde que se extiende de nuevo esencialmente horizontalmente, apretada entre la matriz 4 y el sujetador 23.

Al continuar la traslación hacia debajo de la matriz, la zona apretada entre la matriz 4 y el sujetador 23 es liberada en correspondencia con el movimiento descendente, hasta que la misma se extiende verticalmente por completo para formar el cerco, a saber es conformada en la zona vertical del cerco. La consecuencia extraordinariamente ventajosa es un tensado exento de pliegues mediante el cuello 22a, que conduce en particular a que, debido a la fluencia de material controlada descrita más arriba en la zona de obturación no se pueda producir pliegue alguno, y se garanticen por tanto la unión y la estanqueidad deseadas.

Como se ha señalado ya, en este ejemplo de realización no se emplea un sistema de inyección móvil, sino uno estacionario, para el llenado y la ventilación durante el proceso IHU, que en su realización esencial se representa en Fig. 7 y cuyos puntos de inyección se deducen de Fig. 5. Este sistema de inyección se denomina por tanto estacionario, porque el mismo está previsto en el anillo de embutición estacionario 22, a saber en su cuello 22a, que presenta en su lado frontal superior un vaciado 24, en el que está insertado de modo ajustado, y soportado de modo flexible mediante medios apropiados 25, un casquillo 26, que está provisto de una rosca interior y en su superficie frontal libre orientada hacia arriba de un avellanado cónico 26a. Tras la introducción de la pletina (aquí, de la pletina interior 13), que está provista de taladros correspondientes en las posiciones asociadas a los puntos de inyección y que en este instante está soportada por el lado del borde sobre el cuello 22a o bien se aplica a éste, se atornilla en el casquillo 26 un tornillo hueco 27 provisto de rosca exterior, con cabeza (27a) que se ensancha cónicamente, adaptada a los avellanados 26a (véase Fig. 7), de modo que la pletina interior 13 se deforma en la zona de la perforación en forma de embudo, en adaptación a la cabeza cónica 27a así como al avellanado 26a, en correspondencia con la representación según Fig. 7.

Fig. 5 muestra la disposición de dos puntos de inyección de este tipo, sirviendo el punto de inyección B para la ventilación y el punto de inyección C para el llenado con uno de los citados medios de presión del espacio hueco que se forma entre las dos pletinas, que en esta zona está determinado, tal como se representa en Fig. 6, por la distancia entre las pletinas.

Tras el atornillado fijo de la pletina interior 13 en los puntos de inyección y la introducción de la pletina exterior, se cierra la herramienta, teniendo lugar gracias a la función del sujetador 23 la citada fluencia de material controlada y una deformación plástica de la arista de obturación (véase Fig. 6). Se llena ahora el espacio hueco a través del sistema de inyección con agua o medio de presión similar a aproximadamente 10 a 50 bar, de modo que debido a la presión interior en la zona de los puntos de inyección se configura una arista acuñada 28 en el punto de transición entre el vaciado 24 y el cuello 22a del anillo de embutición, gracias al apoyo flexible del casquillo 26 ocasionado mediante el componente 25. El troquel de embutición móvil 21 se traslada en dirección hacia la matriz hasta su posición final antes de la aplicación de la presión interior, por lo que mediante la presión interior se forman la geometría final del capó de motor o pieza de trabajo similar y la configuración citada de las aristas acuñadas en la zona de los puntos de inyección. Tras alcanzase la forma final, se abre la herramienta y se extrae el capó de motor o pieza de trabajo similar, separándose el sistema de inyección por rasgado de la chapa interior o de la pletina interior respectivamente a lo largo de las aristas acuñadas, porque las aristas acuñadas 28 sirven entonces como aristas de corte. Mediante la retirada de los tornillos huecos 27 se pueden retirar finalmente las secciones de chapa de la pletina interior conformadas en forma de embudo, fijadas entre los tornillos huecos 27 y los casquillos 26.

Tal como muestran las realizaciones precedentes, este sistema de inyección representa una medida muy eficaz y al mismo tiempo de configuración extremadamente sencilla para la alimentación del medio de presión, no debiendo dejar de señalarse que en este sistema de inyección estacionario cada tubuladura de llenado 29, que está en unión con el espacio hueco de un tornillo hueco 27 por ejemplo de la manera representada en Fig. 7, que se abre a su vez en dirección hacia el espacio hueco formado entre las dos o bien varias pletinas, está unido con un depósito de medio.

Con el procedimiento según la invención es posible tratar chapas de diferentes dimensiones, tratamientos superficiales y/o tipos de acero, inclusive las llamadas "piezas brutas a medida", así como chapas intercaladas. En caso de emplearse pletinas recubiertas de barniz por inmersión (TKL) o barnizadas, se elimina incluso una etapa de mecanizado adicional, a saber el subsiguiente barnizado.

Es imaginable también que partes individuales del cuerpo hueco sean fabricadas convencionalmente mediante embutición profunda y unidas a continuación con otras pletinas y calibradas finalmente en correspondencia con el procedimiento según la invención.

Se obtienen por tanto, en conjunto, una pluralidad de importantes ventajas para la fabricación, en particular de componentes de gran superficie, empleando la invención:

Mediante el empleo del procedimiento IHU para la fabricación de cuerpos huecos, distribución de las variaciones de forma y solidificación en frío tienen lugar de modo uniforme a lo largo de todo el componente, lo que tiene efectos positivos sobre la calidad superficial, precisión de medidas, mejora del comportamiento de recuperación elástica, así como sobre la resistencia al granizo - particularmente importante para grandes piezas de envolventes exteriores. Gracias a la integración de una pluralidad de etapas de mecanizado en una herramienta y a la superposición parcial en el tiempo de las etapas de mecanizado, se acortan de modo importante los tiempos de fabricación y los costes de logística. Se reducen los costes de inversión debido al ahorro de dispositivos de fabricación (por ejemplo, dispositivos de ensamblaje), y asimismo se acorta el tiempo para el desarrollo y fabricación de las herramientas. En particular para capós de automóvil o "piezas exteriores" similares, el conformado exento de contacto o de fricción respectivamente tiene efectos positivos sobre la calidad de las superficies exteriores, y ello sin tener en cuenta que se minimiza el desgaste de las herramientas.

Claims (35)

1. Procedimiento para la fabricación de un cuerpo hueco, tal como un capó o puerta de automóvil o similar, en el que

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al menos dos pletinas hechas preferentemente de chapa son fijadas mutuamente de modo estanco a lo largo de una línea al menos aproximadamente cerrada,

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conformadas con ayuda del procedimiento de conformado a alta presión interior (IHU) para obtener el cuerpo hueco, caracterizado porque

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tras la conformación las pletinas fijadas mutuamente son ensambladas por incrustación.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque las pletinas son fijadas mutuamente de modo estanco en sus zonas de los bordes y son ensambladas por incrustación en la zona de sus flancos exteriores.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el ensamblaje por incrustación se lleva a cabo antes, durante y/o después del conformado a alta presión interior.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque durante el conformado a alta presión interior se lleva a cabo al menos otra etapa de mecanizado.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque las otras etapas de mecanizado se llevan a cabo simultáneamente, durante, superpuestas y/o después del (de los) proceso(s) IHU.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque las pletinas son acodadas o plegadas respectivamente antes de su introducción en la herramienta IHU.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque las pletinas son acodadas o plegadas respectivamente en la herramienta IHU.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque las pletinas son fijadas en su posición relativa y/u obturadas por medio de tiras adhesivas.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque las pletinas son rebordeadas en la herramienta IHU.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque las pletinas son soldadas en frío en la herramienta IHU.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5 y 7 a 10, caracterizado porque las pletinas son prensadas plásticamente en las zonas de las esquinas de sus pliegues.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque como material inicial se emplean pletinas de diferentes espesores iniciales, tratamientos superficiales y/o tipos de material.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque los cuerpos huecos se fabrican a partir de una pletina de la envolvente exterior y de una del nervio interior.

14. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque la alta presión interior se genera con ayuda de un fluido.

15. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque la alta presión interior se genera con ayuda de un gas.

16. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque la alta presión interior se genera con ayuda de una espuma.

17. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado porque el medio de conformado se introduce en el cuerpo hueco por medio de al menos una alimentación de medio de presión en forma de un sistema de inyección provisto de al menos una lanza, un mandril o similar.

18. Procedimiento según la reivindicación 17, caracterizado porque las lanzas o similares del sistema de inyección son presionadas desde fuera mediante al menos una pletina, preferentemente la pletina del nervio interior.

19. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado porque el medio de conformado se introduce en el cuerpo hueco con ayuda de un sistema de inyección estacionario.

20. Procedimiento según la reivindicación 19, caracterizado porque el sistema de inyección es unido con la pletina introducida en primer lugar, preferentemente con la pletina interior, antes de la introducción de otras pletinas en la herramienta antes del cierre de ésta.

21. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 20, caracterizado porque durante el proceso IHU se llevan a cabo en una misma herramienta etapas de fabricación adicionales, controladas temporal y espacialmente, tales como rebordeado, perforación, prensado de las bridas, plegado, pre-acuñación y/o pre-corte.

22. Procedimiento según la reivindicación 21, caracterizado porque la perforación se efectúa "hacia fuera".

23. Procedimiento según la reivindicación 21, caracterizado porque la perforación se efectúa "hacia dentro".

24. Procedimiento según la reivindicación 21, caracterizado porque la perforación se efectúa "con apéndice remanente adosado al componente".

25. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 24, caracterizado por una conformación del cuerpo hueco contra una limitación fija y/o piezas de contrapresión móviles.

26. Dispositivo para la fabricación de cuerpos huecos, preferentemente componentes formados a base de pletinas, que presenta una parte superior (4) de la herramienta unida con un cabezal (2) móvil hacia arriba y hacia abajo y una parte inferior (5) de la herramienta sujeta sobre una mesa (3) de la prensa, así como herramientas adicionales integradas en él, y con un sistema de inyección (6) para la alimentación de medio de presión, caracterizado por una parte inferior de la herramienta solapada lateralmente por la parte superior (4) de la herramienta, partida al menos en dos, que consta de un anillo de embutición (22) y de un troquel de embutición (21) guiado en él.

27. Dispositivo según la reivindicación 26, caracterizado por un cuello (22a) del anillo de embutición (22) dirigido hacia la parte superior (4) de la herramienta.

28. Dispositivo según la reivindicación 27, caracterizado por al menos un punto de inyección (C) en el cuello (22a) del anillo de embutición estacionario (22).

29. Dispositivo según la reivindicación 28, caracterizado por al menos un punto de inyección de ventilación (B) y al menos un punto de inyección de llenado (C).

30. Dispositivo según una de las reivindicaciones 26 a 29, caracterizado por un casquillo (26) apoyado de modo flexible en el cuello (22a), que posee una rosca interior para alojar un tornillo hueco (27) con cabeza (27a) que se ensancha cónicamente, cuya forma corresponde a un avellanado cónico (26a) en el casquillo (26).

31. Dispositivo según la reivindicación 30, caracterizado por una arista acuñada (28) generada mediante la presión interior en la transición del lado frontal entre el casquillo (26) y el cuello (22a) del anillo de embutición, como arista de corte en la pletina (13) aplicada.

32. Dispositivo según una de las reivindicaciones 26 a 31, caracterizado por al menos un troquel (15) móvil hacia arriba y hacia abajo para el acodamiento o plegado respectivamente en la parte superior (4) de la herramienta.

33. Dispositivo según la reivindicación 32, caracterizado por al menos un troquel de prensado (16) que se puede trasladar horizontalmente, que se extiende en toda la longitud de la arista de la pletina, en la parte inferior (5) de la herramienta.

34. Dispositivo según la reivindicación 32 ó 33, caracterizado por troqueles (18) para el ensamblaje por incrustación.

35. Dispositivo según la reivindicación 34, caracterizado porque los troqueles de ensamblaje (18) están apoyados en el o los troqueles de prensado (16) y son móviles relativamente a éstos.