ES2284810T3 - Procedimiento para fabricar una carcasa de articulacion esferica. - Google Patents
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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.
\global\parskip0.500000\baselineskip
1
\tabulprimera depresión axial
2
\tabulsegunda depresión axial
D1
\tabulprimer diámetro
D2
\tabulsegundo diámetro
D3
\tabultercer diámetro
L1
\tabulprimera longitud
L2
\tabulsegunda longitud
R
\tabulpieza en bruto
3
\tabulsuperficie de llave
4
\tabulcarcasa de articulación esférica
5
\tabulgorrón axial
6
\tabulcavidad
7
\tabulcazoleta de apoyo
8
\tabuleje longitudinal
9
\tabulsuperficie.
\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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