ES2239256T3 - Procedimiento para la fabricacion de un tubo de ramificacion. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la fabricación de un tubo de ramificación (1), previsto para su empleo dentro del tracto del gas de escape de un vehículo automóvil; a este efecto, * A partir de una pletina y por medio de la embutición profunda son conformadas una curvatura principal alargada y de línea recta así como por lo menos dos curvaturas laterales, que ramifican de los respectivos laterales longitudinales de la curvatura principal y las que - en relación con una línea de base, que está dispuesta de forma simétrica - se encuentran situadas de una forma opuesta entre si con respecto al eje central longitudinal (2) de la curvatura principal, el cual se extiende dentro del material de la pletina; * Al término de la conformación, la pletina es recortada de tal manera, que de la curvatura principal se pueda constituir un elemento de casco (3), que tiene la forma de una bandeja y que está abierto en la dirección longitudinal, mientras que de las curvaturas laterales se puedan constituir unos semi-tuboscortos (4), que están dispuestos a continuación del elemento de casco (3) y que están situados dentro del mismo plano del elemento de casco (3) y los cuales están abiertos en la dirección longitudinal, y que por fuera, a lo largo de los bordes laterales (9) tanto del elemento de casco (3) como de los semi-tubos cortos(4), se puedan extender unas tiras de chapa (7), que son empleadas como las bridas de ensamblaje; * A continuación el elemento de casco (3) es doblado por un eje tridimensional, que está en paralelo al eje central longitudinal (2), hasta que se coloquen a tope entre si las bridas de ensamblaje (7), correspondientes a los dos laterales (13, 14) del elemento de casco (3); * Seguidamente, las bridas de ensamblaje (7) son unidas entre si; Procedimiento éste que está caracterizado porque las bridas de ensamblaje (7) son unidas entre si mediante un ensamblaje atravesado.

Description

Procedimiento para la fabricación de un tubo de ramificación.

La presente invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de un tubo de ramificación a efectos de su empleo dentro del tracto del gas de escape de un vehículo automóvil y conforme a lo indicado en el preámbulo de la reivindicación de patente 1).

Los tubos de ramificación son fabricados, por regla general, a partir de unos elementos de semi-casco, de embutición profunda, que son unidos entre si por soldadura; o como una sola pieza de fundición; o bien los mismos son fabricados, por medio de una conformación por alta presión interna, a partir de un tubo de una forma recta o de una forma curvada. La manera de fabricación, mencionada en primer lugar, exige una más elevada inversión en trabajos de manipulación, con el fin de unir entre si las dos piezas de semi-caso. Son necesarias, además, dos herramientas de moldeo, por lo cual resultan ser relativamente elevadas las tolerancias en la fabricación de las piezas individuales para el posterior proceso del ensamblaje lo cual dificulta, además, el propio proceso. La forma de realización como una pieza de fundición, si bien resulta ser más fácil bajo el punto de vista de la manipulación, la misma, sin embargo, conduce, por un lado, a un tubo de ramificación de fundición relativamente pesado y, por el otro lado, está considerablemente limitada la variedad de configuración en cuanto al espesor de pared de la propia ramificación del tubo, que ha de ser fabricado, teniendo en cuenta que mediante la técnica de una fundición no pueden ser realizados, de una manera segura para el proceso, unos espesores muy finos. La técnica de una conformación mediante alta presión interna, si bien aporta, en este sentido, más posibilidades; sin embargo, la misma también tiene sus límites, sobre todo en lo que se refiere a la longitud de la ramificación. Además, en base a las reducciones en el espesor del material, las cuales son específicas del proceso, una conformación - si es que la misma puede ser realizada como tal - de unas ramificaciones a partir de los tubos con unas paredes finas solamente puede ser efectuada con muchas dificultades así como a unos elevados costos.

Un procedimiento de la clase indicada en el preámbulo de la reivindicación de patente 1) es conocido a través de la Patente Europea Núm. EP 0 780 173 A2. En este caso, para la fabricación de un tubo de ramificación en forma de codo y previsto para el sistema del gas de escape de un vehículo automóvil, es así que una pieza de chapa o la pletina de una pieza en bruto son sometidas a una embutición profunda dentro de una herramienta combinada y son recortadas, con lo cual se consigue un producto semiacabado de la pieza de tubo, el cual corresponde a la forma desarrollada del producto final de la pieza de tubo. Este producto semiacabado de la pieza de tubo es después predoblado y arrollado. La pieza, una vez arrollada y doblada de acabado, es soldada - de forma estanca al gas - dentro de su zona de contacto central, que ha quedado constituida mediante dobladura.

Además, a través de la Patente Núm. A - 2 262 627 de los Estados Unidos queda revelada la fabricación de un codo de gas de escape para el sistema del gas de escape de un vehículo automóvil; en este caso, dos piezas de semicasco - de una embutición profunda y provistas de unas ramificaciones - son colocadas la una sobre la otra y por las bridas - que sobresalen del borde de las piezas de semicasco - las mismas son unidas entre si por soldadura de punta para formar así un codo de gas de escape.

La presente invención tiene el objeto de proporcionar un procedimiento por medio del cual pueda ser facilitada, de una manera más sencilla, la fabricación de un tubo de ramificación a efectos de su empleo dentro del tracto del gas de escape de un vehículo automóvil, y esto de una forma segura para el proceso así como con prácticamente cualquier configuración deseada para la propia ramificación.

De acuerdo con la presente invención, este objeto se consigue por medio de las características indicadas en la reivindicación de patente 1).

Debido al hecho de ser realizado el tubo de ramificación como una sola pieza, resulta que queda simplificada la manipulación para la fabricación del mismo. Puede ser automatizado, sin ningún problema, el proceso total de la fabricación, el cual se compone del prensado, del corte, del doblado y del ensamblaje. Para una fabricación, segura en cuanto al proceso, las tolerancias en la fabricaci6n ya no tienen prácticamente ninguna importancia. Debido al hecho de que la conformación del tubo corto es llevada a efecto por medio de una embutición profunda, la libertad en la configuración del tubo corto es, en cuanto a su forma y a su longitud, prácticamente ilimitada. Además, también el espesor de la pared del tubo puede ser reducido de una manera importante, sin que por ello sería perjudicada la seguridad en el proceso. Esto es de una gran ventaja; por un lado, para una construcción en un material ligero y, por el otro lado, al ser empleado dentro del tracto del gas de escape de un vehículo automóvil un tubo de ramificación, que pueda producir lo más rápidamente posible el funcionamiento del catalizador, habida cuenta de que una pared más fina tiene una más reducida capacidad calorífica y, por consiguiente, la misma resta de la corriente del gas de escape relativamente poco calor. Gracias a esta libertad en la configuración, existe ahora la posibilidad de realizar unas ramificaciones de una fuerte curvatura, por lo cual, durante el ensamblaje de un codo de gas de escape, este codo puede ser adaptado de una forma más conveniente al espacio de construcción disponible en el vano motor. A ello ha de ser añadido el hecho de que la longitud de las ramificaciones puede ser dimensionada de tal manera, que ya no haga falta ningún tubo de enlace para la brida de entrada en la culata. Además, la costura del ensamblaje se encuentra ahora situada de tal modo, que la misma no pueda recibir directamente la corriente de los gases de escape calientes, lo cual está relacionado con un considerable incremento en la durabilidad del codo del gas de escape. En base a esta posición de la costura del ensamblaje, esta costura puede ser interrumpida - por lo menos con el empleo del codo dentro del tracto de gas de escape - teniendo en cuenta que una estanqueidad al gas no existe por completo, a causa de los otros tubos de gas de escape que, a continuación del tubo de ramificación, están dispuestos con un ajuste fijo ligero de una determinada holgura, todo lo cual reduce al mínima los tiempos del proceso de la fabricación y hace, por consiguiente, que la fabricación del tubo de ramificación sea de un costo más favorable.

Unas convenientes formas para la realización de la presente invención pueden ser apreciadas en la reivindicación secundaria; en cuanto a los demás aspectos, la presente invención es explicada, a continuación, con más detalles por medio de un ejemplo de realización, que está representado en el plano adjunto, en el cual:

La Figura 1 muestra, en una vista en planta de perspectiva, una pletina que, según el procedimiento de la presente invención, ha sido sometida a la embutición profunda así como al corte; mientras que

La Figura 2 indica, en una vista en planta de perspectiva, un tubo de ramificación, que de la pletina de la Figura 1 ha sido doblado y ensamblado conforme al procedimiento de la presente invención.

En la Figura 1 ha sido indicada una fase intermedia de un procedimiento para la fabricación de un tubo de ramificación 1. Para este procedimiento son empleados, inicialmente, una pletina o un recorte de chapa procedente de un rollo, los cuales son sometidos a un proceso de embutición profunda. Como consecuencia de la embutición profunda, de la pletina se constituyen una curvatura principal de forma alargada y de línea recta así como dos curvaturas laterales, que ramifican de un respectivo lateral longitudinal de la curvatura principal y que están situadas de una forma opuesta entre si en relación con el eje central longitudinal 2 de la curvatura principal, el cual se extiende dentro del material de la pletina. Estas curvaturas laterales están dispuestas de forma simétrica entre si en relación con la forma de la línea de base de las mismas. En este caso, la línea de base indica la extensión del borde de apertura de las curvaturas laterales, si bien, según el ejemplo de realización aquí indicado, las curvaturas laterales son, en cuanto a su forma y a sus dimensiones, completamente iguales entre si - prescindiendo, desde luego, de su forma de disposición simétrica - estas curvaturas laterales también pueden ser de una distinta profundidad, en función de la ramificación que se desea realizar.

Después de la conformación de la pletina, la misma es recortada, de una manera económica en cuanto al procedimiento, dentro de la herramienta de embutición profunda y por medio de una herramienta de estampación o bien por fuera de la herramienta de embutición profunda, dentro de un dispositivo de sujeción y por medio de un cortador de láser, que puede ser guiado de forma tridimensional. A causa del corte, se producen, por un lado, un elemento de casco 3, que tiene la forma de una bandeja, y el mismo se constituye de la curvatura principal, estando este elemento de casco abierto en la dirección longitudinal. El elemento de casco 3 está realizado, en su vista en planta, de una forma rectangular. No obstante, el mismo también puede estar realizado, por ejemplo, en una dirección o bien en las dos direcciones de la extensión longitudinal del elemento de casco 3, en la forma de un trapecio isósceles. A continuación del elemento de casco 3 están dispuestos unos semitubos cortos 4, que están situados dentro del mismo plano y que se constituyen de las curvaturas laterales. Estos semi-tubos cortos 4 están abiertos en la dirección longitudinal, y cada uno de los mismos está realizado en forma de un semi-cilindro circular. Sin embargo, la geometría de los bordes inferiores 5 de los semitubos cortos 4, los cuales se extienden en línea recta y de forma paralela, también puede ser completamente distinta. De este modo, por ejemplo, los mismos también pueden estar realizados de forma curvada o en línea recta y de una manera convergente entre si. En este último caso, el semi-tubo corto 4 tiene la forma de un semicono. Estos semi-tubos cortos 4 desembocan prácticamente en el hueco 6 del elemento de casco 3, el cual queda constituido por la curvatura. Además, tanto en el elemento de casco 3 como en los semi-tubos cortos 4 están conformadas unas tiras de chapa 7, que por fuera se extienden - estando situados dentro del mismo plano de los bordes inferiores 5 de los semi-tubos cortos 4 así como de los bordes inferiores 8 del elemento de casco 3 - a lo largo de los bordes laterales 9 del elemento de casco 3 y de los semitubos cortos 4. Las tiras de chapa 7 del elemento de casco 3 y de los semi-tubos cortos 4 están unidas entre si en forma de una sola pieza; no obstante, las mismas también pueden estar entre si separadas. Tampoco es una exigencia absoluta, que las tiras de chapa 7 se tengan que encontrar con toda su superficie dentro del mismo plano como los bordes inferiores 5 de los semi-tubos cortos 4 y como los bordes inferiores 8 del elemento de casco 3. En cualquier caso, la tira de chapa 7 tiene que partir, para el éxito de las posteriores operaciones de ensamblaje, de este plano; en este caso, al producirse unas desviaciones de la forma de realización arriba comentada, al mismo tiempo han de estar realizadas, de una manera negativa entre si en cuanto a su forma, las tiras de chapa 7, que se encuentran situadas de forma opuesta entre si en relación con el eje central longitudinal 2. Esto es conveniente en el sentido de que, durante el siguiente proceso de la dobladura, las tiras de chapa 7 engranan entre si en arrastre de forma, lo cual asegura, por consiguiente, una mejor sujeción de las mismas para la operación del ensamblaje así como una mayor durabilidad de la costura de ensamblaje. A este efecto, las tiras de chapa 7 actúan como unas bridas de ensamblaje.

A continuación, y dentro de una herramienta separada, el elemento de casco 3 es doblado, sobre una púa de dobladura, por un eje tridimensional 10, que se encuentra en paralelo al eje central longitudinal 2, es decir, por un eje que esta dispuesto dentro de un plano, que el elemento de casco 3 atraviesa - a lo largo del eje central longitudinal 2 - en dirección de la normal, y este eje se encuentra distanciado del eje central longitudinal 2 (Figura 2). Según el ejemplo de realización aquí representado, este eje 10 está situado de una forma desplazada desde el eje central longitudinal 2 hacia abajo, y esto por el radio del tubo principal de forma cilíndrica circular 11, que queda constituido por medio de la dobladura. Esta dobladura es realizada durante tanto tiempo, hasta que se coloquen a tope entre si, con toda su superficie, las bridas de ensamblaje 7, correspondientes a los dos laterales, 13 y 14, del elemento de casco 3. A este efecto, los respectivos bordes inferiores 8 del elemento de casco 3, por un lado, y los correspondientes bordes inferiores 5 de los semi-tubos cortos 4, por el otro lado, se llegan a colocar entre si los unos sobre los otros, por lo que de este elemento de casco 3 queda constituido el referido tubo principal 11, mientras que de los semi-tubos cortos 4 se constituye el tubo corto de ramificación 12; elementos estos que, a su vez, forman en su conjunto el tubo de ramificación 1.

Según el presente ejemplo, las tiras de chapa 7 están realizadas de tal manera, que el extremo 16 de la tira de chapa 7, que se extiende a lo largo del semi-tubo corto 4, se encuentre un tanto retirado con respecto al borde de apertura 17 del semi-tubo corto 4. Lo mismo ha de ser aplicado también para un extremo 18 del elemento de casco 3. En este caso, queda garantizado que el tubo de ramificación 1 pueda entrar, de una manera inobstaculizada, en unas sencillas uniones por enchufe con los otros tubos o con los empalmes. Dentro del tracto del gas de escape, por ejemplo, el tubo corto de ramificación 12 puede ser enchufado, de una manera muy sencilla, en la brida de entrada a la culata y, dado el caso, el mismo puede estar unido por soldadura con esta brida, mientras que el tubo principal 11 puede estar unido con otro tubo - por medio de un ajuste fijo ligero - de un codo del gas de escape. A efectos de la constitución de un codo del gas de escape, el cual se encuentre aislado de unos entrehierros, el tubo de ramificación 1 - como la parte interior - puede ser unido por enchufe con los tubos cortos correspondientes del casco exterior y ser soldado en los mismos.

En cuanto a los demás aspectos, la solución ofrecida por la presente invención no está limitada a la forma de realización de un único tubo corto de ramificación 12. Al tratarse de unos elementos de casco más largos, durante el proceso de la embutición profunda es, sin ningún problema, también posible la conformación de varias curvaturas laterales o de varios semi-tubos cortos 4 que, al término del procedimiento de fabricación, constituyen los tubos cortos de ramificación 12. Estos tubos - en función de las exigencias en cuanto a las circunstancias del espacio y/o de la aerodinámica - pueden, en cuanto a su forma y a su longitud, ser iguales entre si o bien pueden ser de unas distintas formas de realización.

Claims (2)

1. Procedimiento para la fabricación de un tubo de ramificación (1), previsto para su empleo dentro del tracto del gas de escape de un vehículo automóvil; a este efecto,

\star A partir de una pletina y por medio de la embutición profunda son conformadas una curvatura principal alargada y de línea recta así como por lo menos dos curvaturas laterales, que ramifican de los respectivos laterales longitudinales de la curvatura principal y las que - en relación con una línea de base, que está dispuesta de forma simétrica - se encuentran situadas de una forma opuesta entre si con respecto al eje central longitudinal (2) de la curvatura principal, el cual se extiende dentro del material de la pletina;

\star Al término de la conformación, la pletina es recortada de tal manera, que de la curvatura principal se pueda constituir un elemento de casco (3), que tiene la forma de una bandeja y que está abierto en la dirección longitudinal, mientras que de las curvaturas laterales se puedan constituir unos semi-tubos cortos (4), que están dispuestos a continuación del elemento de casco (3) y que están situados dentro del mismo plano del elemento de casco (3) y los cuales están abiertos en la dirección longitudinal, y que por fuera, a lo largo de los bordes laterales (9) tanto del elemento de casco (3) como de los semi-tubos cortos (4), se puedan extender unas tiras de chapa (7), que son empleadas como las bridas de ensamblaje;

\star A continuación el elemento de casco (3) es doblado por un eje tridimensional, que está en paralelo al eje central longitudinal (2), hasta que se coloquen a tope entre si las bridas de ensamblaje (7), correspondientes a los dos laterales (13, 14) del elemento de casco (3);

\star Seguidamente, las bridas de ensamblaje (7) son unidas entre si;

Procedimiento éste que está caracterizado porque las bridas de ensamblaje (7) son unidas entre si mediante un ensamblaje atravesado.

2. Procedimiento conforme a la reivindicación 1) y caracterizado porque el extremo (16) de la tira de chapa (7), que se extiende a lo largo del semi-tubo corto (4), se encuentra un tanto retirado en relación con el borde de apertura (17) de este semi-tubo corto (4).