ES2284810T3 - Procedimiento para fabricar una carcasa de articulacion esferica. - Google Patents

Procedimiento para fabricar una carcasa de articulacion esferica. Download PDF

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Abstract

Procedimiento para fabricar una carcasa (4) de articulación esférica mediante conformación en frío a partir de una pieza (R) en bruto preparada para la conformación, fabricada preferiblemente a partir de un material de alambre o de barra en la que en primer lugar mediante extrusión inversa en forma de escudilla se forma una primera depresión (1) axial con un diámetro (D1), caracterizado porque a continuación mediante extrusión inversa en forma de escudilla en esta primera depresión (1) axial se instala una segunda depresión (2) axial con un diámetro (D2) comparativamente mayor, formándose durante la segunda extrusión inversa en forma de escudilla mediante conformación de material una reducción (D3) de diámetro por secciones también de la primera depresión (1) axial, y formando la primera depresión (1) axial un espacio hueco en la carcasa (4) de articulación esférica acabada y la segunda depresión (2) axial una cazoleta (7) de apoyo de la carcasa (4) de articulación esférica para alojar componentes de articulación esférica.

Description

Procedimiento para fabricar una carcasa de articulación esférica.
La invención se refiere a un procedimiento para fabricar una carcasa de articulación esférica mediante conformación en frío.
Las articulaciones esféricas se emplean en la industria automovilística especialmente para barras de acoplamiento o en suspensiones de rueda, en las que deben aguantar por una parte influencias meteorológicas extremas así como cargas mecánicas o químicas durante un ciclo de vida útil del automóvil muy largo.
A estos requisitos se contrapone la creciente demanda de construir articulaciones esféricas de peso reducido. En la práctica se conoce la fabricación de carcasas de articulación esférica a partir de una pieza en bruto compuesta de material de alambre que tras su calentamiento se forja para formar una carcasa de articulación en varias etapas sucesivas. Si bien este procedimiento que requiere mucha energía y trabajo permite la fabricación de carcasas de articulación esférica de alta resistencia sin embargo los componentes de forja presentan siempre también la desventaja de un peso propio muy elevado.
Por el documento DE 195 36 035 A1 se ha dado a conocer un procedimiento para fabricar una carcasa de articulación para articulaciones esféricas que puede fabricarse en su totalidad mediante conformación en frío. Mediante la extrusión inversa en forma de escudilla en la pieza en bruto se aplica una depresión axial con un diámetro que supera el diámetro del roscado interno que va a aplicarse posteriormente para a continuación reducir solamente la zona de roscado mediante conformación simultánea de la superficie de revestimiento para formar una superficie de llave al diámetro de núcleo de rosca. Para el acabado de la carcasa de articulación descrita en el mencionado documento son necesarios los siguientes procedimientos de trabajo adicionales como recalcado, embutir, perforación, calibrado tanto del contorno exterior como también del contorno interior de la carcasa de articulación. Además es necesario, cortar un roscado interno tras el proceso de conformación por un lado y por otro lado atornillar una ranura anular para la fijación de un fuelle de obturación. Además, en una realización de este tipo no debe esperarse ningún ahorro de peso real.
Además, en el documento JP 10-034276 A se da a conocer un procedimiento para fabricar una carcasa de articulación en el que mediante conformación en frío a partir de una pieza en bruto preparada para la conformación, fabricada preferiblemente a partir de un material de alambre o de barra se forma una depresión axial con un diámetro a través de la embutición profunda inversa. Esta carcasa de articulación esférica se compone por tanto especialmente en el lado del gorrón de un material macizo y posee por tanto de manera desventajosa un peso relativamente alto.
La invención se basa en la problemática técnica de facilitar un procedimiento para fabricar una carcasa de articulación esférica que permita crear una carcasa de articulación esférica fabricada a modo de construcción ligera mediante procesos de conformación en su totalidad mediante conformación en frío.
Esta problemática técnica se soluciona mediante las características de la reivindicación 1. Para preparar la conformación de la pieza en bruto separada compuesta a partir de material de alambre o de barra es útil respecto a la invención prensar en primer lugar en ésta una depresión en forma de cavidad o tratar previamente las superficies de la pieza en bruto para poder realizar a continuación el procedimiento de conformación con la mayor precisión y calidad. Mediante los tratamientos de preparación mencionados puede facilitarse, por ejemplo, el centrado de la pieza en bruto en la herramienta de conformación. A la pieza en bruto preparada y normalmente denominada platina se le dota en primer lugar en un primer paso de trabajo mediante extrusión inversa en forma de escudilla de una primera depresión axial, estando definida la dirección axial mediante un eje longitudinal de la pieza en bruto. Tras aplicar la primera depresión axial con un primer diámetro en la pieza en bruto, en una etapa de trabajo posterior se aplica una segunda depresión axial también mediante extrusión inversa en forma de escudilla en la primera depresión axial ya colocado anteriormente. La segunda depresión axial presenta un diámetro comparativamente mayor a la primera depresión axial. Por tanto la primera depresión axial experimenta un ensanchamiento. Durante la segunda embutición profunda inversa, dentro de la carcasa de articulación esférica que va a conformarse, se realiza una deformación de material que lleva a una reducción de diámetro al menos por secciones también de la primera depresión axial.
Mediante la extrusión inversa en forma de escudilla es posible fabricar cuerpos huecos metálicos de paredes muy delgadas. En el presente caso según la invención este procedimiento se aprovecha en dos etapas de trabajo consecutivas para fabricar una carcasa de articulación esférica creada en su totalidad mediante conformación en frío, que está realizada como cuerpo hueco a modo de construcción ligera. Este modo de construcción ligera permite ahorros en peso en una escala hasta ahora no conocidos. Además durante la extrusión inversa en forma de escudilla a consecuencia de los flujos del material se realiza una compactación del mismo de manera que también pueden cumplirse los requisitos de resistencia necesarios.
Por tanto, la primera depresión axial forma en la carcasa de articulación esférica acabada posteriormente un espacio hueco, mientras que la segunda depresión axial aplicada posteriormente forma la cazoleta de apoyo de la carcasa que está prevista para alojar componentes de articulación esférica como el semicojinete y el gorrón esférico colocado en el mismo.
En las reivindicaciones dependientes se describen configuraciones adicionales del procedimiento según la invención.
De este modo, según una configuración del procedimiento según la invención la longitud axial de la segunda depresión axial puede realizarse más reducida que la longitud restante de la primera depresión axial. Este caso aparecerá principalmente en el caso de carcasas de articulación esférica muy largas, tal como se emplean, por ejemplo, en varillas de acoplamiento en articulaciones axiales.
Además, durante la realización del primer proceso de extrusión inversa en forma de escudilla es posible de manera sencilla y ventajosa conformar al mismo tiempo un gorrón axial en la carcasa de articulación esférica.
En este primer proceso de extrusión inversa en forma de escudilla la carcasa de articulación esférica puede estar dotada además de una superficie de llave exterior de manera que pueden ahorrarse pasos de trabajo adicionales y la carcasa de articulación esférica puede crearse de manera económica. La superficie de llave sirve posteriormente en la inserción de la carcasa de articulación esférica en el automóvil para colocar a ella una herramienta. Además, también es concebible naturalmente conformar la superficie de llave solamente durante el segundo proceso de embutición profunda inversa.
Según una configuración del procedimiento según la invención el gorrón axial presenta un roscado que puede conformarse en el gorrón axial, por ejemplo enrollado, o puede entallarse en el gorrón axial.
La siguiente descripción del procedimiento según la invención debe ilustrarse mediante un ejemplo de realización mediante una representación de estados, tal como puede deducirse a partir de las figuras 1 a 4. En la figura 5 puede verse además una vista de una carcasa de articulación esférica según la dirección A de flecha en la figura 4. En la figura 5 se dibujó además, el curso de corte IV-IV que corresponde a la representación de la figura 4.
En el procedimiento según la invención se emplea una pieza R en bruto tal como se representa en la figura 1. Esta pieza R en bruto está compuesto de material de alambre o de barra. Presenta de manera correspondiente una sección transversal cilíndrica. Su eje 8 longitudinal forma en este caso también el eje central de la carcasa de articulación esférica posterior.
Para preparar la pieza en bruto, además de tratamientos superficiales conocidos, que pueden ser necesarios para el procesamiento posterior, se fabrica en primer lugar la platina R mostrada en la figura 2. Esta platina presenta por un lado una superficie 9 tratada de manera plana y enfrentada a ésta presenta una cavidad 6 de manera que se han creado en conjunto superficies de ataque para las herramientas. En función de las dimensiones geométricas de la pieza R en bruto puede ser necesario además un recocido de recristalización de la pieza en bruto. Esto se emplea para mejorar las propiedades del material y no debe preverse obligatoriamente en cada carcasa de articulación esférica.
Al comienzo del procedimiento según la invención para preparar la pieza R en bruto, tal como se deduce de la figura 3, se aplica una primera depresión 1 axial en la pieza R en bruto mediante un procedimiento de embutición de copa inversa. Esta primera depresión 1 axial presenta un primer diámetro D1 así como una primera longitud L1 axial. En la superficie exterior de la pieza R en bruto durante el primer proceso de extrusión inversa en forma de escudilla se conforman simultáneamente una superficie 3 de llave así como un gorrón 5 axial. Ya en la siguiente etapa de trabajo, tal como se muestra en la figura 4 se realiza el acabado definitivo de la carcasa 4 de articulación esférica según la invención.
De manera correspondiente en un segundo proceso de extrusión inversa en forma de escudilla se aplica en la primera depresión 1 axial una segunda depresión 2 axial que presenta un diámetro D2 aumentado en comparación con el diámetro D1 de la primera depresión axial. Además, la segunda depresión 2 axial presenta una longitud L2 que en el ejemplo representado es más reducida que la longitud L3 restante de la primera depresión axial. Entre la primera y segunda depresión axial mediante la conformación de material se forma una sección reducida en diámetro cuyo diámetro D3 interior es muy reducido. La cazoleta 7 de apoyo originada en la carcasa 4 de articulación esférica sirve posteriormente para alojar el semicojinete para el soporte de la esfera de articulación de un gorrón de articulación esférica. La deformación de material en el diámetro D3 se realiza exclusivamente en el espacio interno de la carcasa 4 de articulación esférica de manera que el diámetro externo durante la conformación permanece casi constante.
La figura 5 muestra de nuevo una vista en la dirección A de flecha correspondiente a la representación en la figura 4, a partir de la que pueden observarse el gorrón 5 axial y la superficie 3 de llave conformada en el perímetro exterior de la carcasa 4 de articulación esférica.
Lista de números de referencia
\global\parskip0.500000\baselineskip
1
\tabul
primera depresión axial
2
\tabul
segunda depresión axial
D1
\tabul
primer diámetro
D2
\tabul
segundo diámetro
D3
\tabul
tercer diámetro
L1
\tabul
primera longitud
L2
\tabul
segunda longitud
R
\tabul
pieza en bruto
3
\tabul
superficie de llave
4
\tabul
carcasa de articulación esférica
5
\tabul
gorrón axial
6
\tabul
cavidad
7
\tabul
cazoleta de apoyo
8
\tabul
eje longitudinal
9
\tabul
superficie.
\global\parskip0.000000\baselineskip

Claims (5)

1. Procedimiento para fabricar una carcasa (4) de articulación esférica mediante conformación en frío a partir de una pieza (R) en bruto preparada para la conformación, fabricada preferiblemente a partir de un material de alambre o de barra en la que en primer lugar mediante extrusión inversa en forma de escudilla se forma una primera depresión (1) axial con un diámetro (D1), caracterizado porque a continuación mediante extrusión inversa en forma de escudilla en esta primera depresión (1) axial se instala una segunda depresión (2) axial con un diámetro (D2) comparativamente mayor, formándose durante la segunda extrusión inversa en forma de escudilla mediante conformación de material una reducción (D3) de diámetro por secciones también de la primera depresión (1) axial, y formando la primera depresión (1) axial un espacio hueco en la carcasa (4) de articulación esférica acabada y la segunda depresión (2) axial una cazoleta (7) de apoyo de la carcasa (4) de articulación esférica para alojar componentes de articulación esférica.
2. Procedimiento para fabricar una carcasa de articulación esférica según la reivindicación 1, caracterizado porque la longitud (L2) axial de la segunda depresión (2) axial formada en último lugar es más reducida que la longitud (L3) restante de la primera depresión (1) axial.
3. Procedimiento para fabricar una carcasa de articulación esférica según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque durante el primer proceso de extrusión inversa en forma de escudilla se conforma al mismo tiempo un gorrón (5) axial en la carcasa (4) de articulación esférica.
4. Procedimiento para fabricar una carcasa de articulación esférica según una de las reivindicaciones mencionadas anteriormente, caracterizado porque durante uno de los procesos de embutición profunda inversa, preferiblemente durante el primer proceso de extrusión inversa en forma de escudilla se conforma al mismo tiempo en la carcasa (4) de articulación esférica una superficie (3) de llave exterior.
5. Procedimiento para fabricar una carcasa de articulación esférica según la reivindicación 3, caracterizado porque en el gorrón (5) axial se conforma un roscado o se entalla en el gorrón axial.
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