ES2295876T3 - Procedimiento para la fabricacion de un perfil hueco ranurado longitudinalmente con varios tramos longitudinales de seccion transversal diferente a partir de una placa de chapa plana. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la fabricación de un perfil hueco ranurado longitudinalmente (1), especialmente como producto de partida semielaborado de un perfil hueco de soldadura longitudinal, a partir de una placa de chapa plana, que se compone de varios tramos longitudinales (2, 3, 4) de sección transversal diferente, de los que al menos un tramo longitudinal (3) se ensancha o se estrecha a lo largo de su longitud, con las siguientes características: - Se parte de un recorte de una pieza (5, 6, 7) de la placa de chapa que en cada zona de transición (8, 9) de una sección transversal reducida a una sección transversal más grande del posterior perfil hueco (1), o bien a la inversa, presenta cantos de corte longitudinales (8a, 8b, 9a, 9b) cóncavos o bien convexos para la puesta a disposición de material de compensación para una escasez de materiales o bien un exceso de material en cada zona de transición (8, 9) en el posterior moldeo. - El recorte se deforma en forma de U en cada zona de transición (8, 9) por su zona central que se extiende en dirección longitudinal con desplazamiento de material para la compensación de una escasez de material o bien un exceso de material. - El recorte deformado en forma de U se introduce con su zona cerrada en una primera mitad de matriz (10a) de una matriz (10a, 10b) que corresponde al perfil hueco (1). - Los lados (12a, 12b) del recorte deformado en forma de U se juntan con una segunda mitad de matriz (10b) de la matriz (10a, 10b) utilizando una pieza de guía en forma de espada (13) para los cantos de corte longitudinales, desplazándose material en cada zona de transición (8, 9) para la compensación de escasez de material o bien de exceso de material. - Extracción del perfil hueco (1) del molde.
Description
Procedimiento para la fabricación de un perfil
hueco ranurado longitudinalmente con varios tramos longitudinales de
sección transversal diferente a partir de una placa de chapa
plana.
La invención se refiere a un procedimiento para
la fabricación de un perfil hueco ranurado longitudinalmente,
especialmente como producto de partida semielaborado de un perfil
hueco con soldadura longitudinal, a partir de una placa de chapa
plana, que se compone de varios tramos longitudinales de sección
transversal diferente, de los cuales al menos un tramo se ensancha
o se estrecha a lo largo de su longitud.
Los perfiles huecos de este tipo pueden
fabricarse de distintas maneras. El documento
US-A-4 148 426 revela un
procedimiento para la fabricación de un perfil hueco a partir de un
recorte plano de una pieza. En primer lugar, este recorte se moldea
en forma de U en una mitad de matriz inferior y a continuación se
configura con una mitad de matriz superior para el perfil hueco
ranurado longitudinalmente acabado. En otro procedimiento de
fabricación, el perfil hueco se une por soldadura a partir de
distintos recortes. De este modo, un perfil hueco con una sección
longitudinal cilíndrica de diámetro reducido, con una sección
longitudinal cónica que sigue a continuación y con una sección
longitudinal cilíndrica de mayor diámetro que sigue a continuación,
tiene en general un grosor de pared constante, sin embargo su
fabricación resulta costosa, ya que las secciones longitudinales
han de cortarse por separado, acto seguido moldearse y a
continuación unirse por soldadura. A esto hay que añadir que las
costuras soldadas forman zonas de inhomogeneidad que son un
inconveniente para un tratamiento posterior de moldeo, por ejemplo,
moldeo interior a alta presión, y representan puntos de partida
para una formación de grietas en caso de un posterior moldeo y un
posterior funcionamiento.
En otro procedimiento de fabricación conocido,
el perfil hueco se fabrica a partir de un recorte de una pieza. A
fin de obtener en las distintas secciones longitudinales, secciones
transversales diferentes, el perfil hueco puede ensancharse
mediante moldeo interior a alta presión. En el caso de que se
quisiera fabricar un molde de perfil hueco del ejemplo descrito, el
ensanchamiento de la sección transversal iría por completo a costa
del grosor de pared. Por este motivo, este procedimiento de
fabricación sólo puede utilizarse de forma limitada.
Por último se conoce un procedimiento de dos
pasos para la fabricación de un perfil hueco con brida (DE 199 05
365 A1) en el que en un primer paso se fabrica un perfil hueco, por
lo demás rectangular, con una brida en forma de gancho y con un
hueco escalonado. A fin de aumentar la sección transversal del
perfil hueco, éste se ensancha en un siguiente paso mediante alta
presión interior y obtiene así su forma definitiva. En este estado
de la técnica no se trata la problemática antes descrita de la
variación de grosores de pared en el moldeo interior a alta presión
como consecuencia de secciones transversales diferentes en las
distintas secciones longitudinales del perfil hueco.
La invención se basa en el objetivo de
desarrollar un procedimiento de fabricación menos costoso para
perfiles huecos con distintas secciones transversales en dirección
longitudinal a partir de recortes de chapa, en el que en todo caso
sólo se producen enrarecimientos de material locales no deseados en
una pequeña medida y se descarta prácticamente por completo la
formación de pliegues. Es conveniente que el perfil hueco sea lo
más homogéneo posible por toda su superficie, a fin de poder
moldearse posteriormente sin daños.
Este objetivo se cumple en un procedimiento del
tipo citado al principio gracias a las siguientes
características:
- -
- Se parte de un recorte de una pieza de la placa de chapa que en cada zona de transición de una sección transversal reducida a una sección transversal más grande del posterior perfil hueco, o bien a la inversa, presenta cantos de corte longitudinales cóncavos o bien convexos para la puesta a disposición de material de compensación para una escasez de materiales o bien un exceso de material en cada zona de transición en el posterior moldeo.
- -
- El recorte se deforma en forma de U en cada zona de transición por su zona central que se extiende en dirección longitudinal con desplazamiento de material para la compensación de una escasez de material o bien un exceso de material.
- -
- El recorte deformado en forma de U se introduce con su zona cerrada en una primera mitad de matriz de una matriz que corresponde al perfil hueco.
- -
- Los lados del recorte deformado en forma de U se juntan con una segunda mitad de la matriz utilizando una pieza de guía en forma de espada para los cantos de corte longitudinales, desplazándose material en cada zona de transición para la compensación de escasez de material o bien de exceso de material.
- -
- Extracción del perfil hueco del molde.
Preferiblemente, la deformación en forma de U ya
se lleva a cabo en la primera mitad de matriz, especialmente
utilizando un núcleo perfilado adecuadamente.
La invención se basa en la idea de que en las
zonas de transición, en las que a causa de la realización del
perfil hueco existe una escasez de material o bien un exceso de
material que podría compensarse en el moldeo del perfil hueco
mediante estirado (enrarecimiento) o recalcado (engrosamiento) de la
pared, esta escasez de material o bien este exceso de material se
compensa a través de las zonas marginales redondeadas con el
correspondiente desplazamiento de material, de manera que en la
matriz se fabrica a partir de un único recorte un perfil hueco
también con secciones longitudinales de diámetro diferente sin un
enrarecimiento o engrosamiento digno de mención incluso en las
zonas de transición críticas. Se entiende que los conceptos de
"convexo" y "cóncavo" no se refieren estrictamente a los
cantos de corte en forma de arco circular sino a todos los cantos
de corte que no poseen las, en otro caso, esquinas puntiagudas en
las zonas de transición, especialmente los cantos que siguen a un
curso de curva polinomial constante.
A fin de facilitar el moldeo en la matriz, el
recorte puede doblarse hacia el interior por sus bordes
longitudinales antes del moldeo en la matriz. En este caso es
conveniente que el radio de flexión de los bordes longitudinales
doblados sea como máximo igual que el radio de curvatura más pequeño
del perfil hueco.
La invención se explica a continuación más
detalladamente por medio de un dibujo. Las distintas figuras
muestran:
Fig. 1 un recorte de una placa de chapa,
Fig. 2 el recorte según la figura 1 con bordes
longitudinales doblados,
Fig. 3 un primer paso de moldeo del recorte
según las figuras 1 y 2 en una matriz con un núcleo en una
representación en perspectiva,
Fig. 4 un segundo paso de moldeo del recorte
según las figuras 1 y 2 en la matriz de la figura 3 en una
representación en perspectiva y
Fig. 5 el perfil hueco después de la extracción
del molde en una representación en perspectiva.
En el ejemplo de realización, a partir de un
recorte de una pieza de una placa de chapa se moldea un perfil
hueco 1 de acuerdo con la figura 5 que se compone de tres secciones
longitudinales 2, 3, 4 y concretamente de una sección longitudinal
cilíndrica 2 con un diámetro reducido, de una sección longitudinal 3
que se ensancha cónicamente y de una sección longitudinal
cilíndrica 4 con un diámetro más grande. El recorte de la placa de
chapa puede dividirse adecuadamente en tres zonas 5, 6, 7. Las zonas
5 y 7 poseen una sección transversal fundamentalmente rectangular,
mientras que la zona intermedia 6 presenta una sección transversal
fundamentalmente trapezoidal. Una particularidad en este recorte 5,
6, 7 consiste en que en las zonas de transición 8, 9 entre las
zonas 5, 6, 7, los cantos de corte, en otro caso rectos, están
redondeados y concretamente los cantos de corte 8a, 8b de la zona
rectangular más pequeña 5 están redondeados hacia la zona
trapezoidal 6, mientras que los cantos de corte 9a, 9b de la zona
trapezoidal 6 están redondeados hacia la zona rectangular más grande
7. De este modo, se pone a disposición material adicional para la
zona de transición 8, mientras que se retira material para la zona
de transición 9. Con esta adición o bien retirada de material se
compensa una falta de material en las zonas 8c, 8d de la zona de
transición 8 y un exceso de material en las zonas 9c, 9d de la zona
de transición 9 que se produciría en la realización del perfil hueco
a moldear en el plano.
Este principio de la puesta a disposición de
material o bien retirada de material en las zonas de transición 8,
9 que se representa en el ejemplo de realización para un molde
geométrico sencillo, puede aplicarse igualmente en moldes de perfil
hueco complicados, también en zonas de transición elípticas,
rectangulares y de distintos tipos, por ejemplo de redondas a
rectangulares y similares.
La transformación del recorte según la figura 1
en el perfil hueco de la figura 5 se lleva a cabo paso a paso.
Preferiblemente en primer lugar los bordes longitudinales 6a, 6b,
7a, 7b se doblan hacia el interior, especialmente con un radio de
flexión que como máximo es igual que el radio de curvatura más
pequeño del posterior perfil hueco. En la figura 2 se representa el
recorte así preparado para la transformación real.
De acuerdo con la figura 3, este recorte 5, 6, 7
se moldea a continuación con su zona central que se extiende en
dirección longitudinal, en una primera mitad de matriz 10a de una
matriz 10a, 10b adaptada al posterior perfil hueco con la ayuda de
un núcleo 11, de manera que se crea una pieza preformada en forma de
U con lados verticales 12a, 12b. En este paso de moldeo en la
primera mitad de matriz 10a, ya se desplaza material a las zonas de
transición 8, 9, de manera que en las zonas de transición sólo se
producen recalcados y engrosamientos de material o enrarecimientos
como máximo en una muy pequeña medida.
En otro paso de moldeo según la figura 4 (en su
caso, después de la extracción del núcleo 11), los lados 12a, 12b
con una segunda mitad de matriz 10b se doblan el uno hacia el otro,
ajustándose a ésta en el descenso de la segunda mitad de matriz 10b
hasta que la matriz 10a, 10b está cerrada por completo. En este
caso, una pieza en forma de espada 13 soportada por el núcleo 11
sirve como centrado para los cantos de corte longitudinal. En este
segundo paso de moldeo también se produce un desplazamiento de
material en las zonas de transición 8, 9, de manera que
fundamentalmente no se producen enrarecimientos ni engrosamientos de
material.
Después de la extracción de la placa
transformada en perfil hueco, los cantos de corte longitudinal
chocan unos contra otros y forman una junta lineal de cantos que se
puede soldar. Después de la soldadura de la costura longitudinal,
el perfil hueco preformado así fabricado está disponible para
posteriores procesos de moldeo, por ejemplo, moldeo interior a alta
presión, en los que sólo es necesaria comparativamente una ligera
deformación gracias al moldeo previo.
Se entiende que en perfiles huecos con secciones
transversales en ambos extremos más pequeños que en la zona
central, es preciso extraer el núcleo para el segundo paso de
moldeo. En este caso, la pieza en forma de espada 13 asume junto
con la segunda mitad de matriz 10b, la función de guía. Se entiende
también que la pieza en forma de espada 13 puede sujetarse de una
forma arbitraria, por ejemplo también en la segunda mitad de matriz
10b.
Claims (4)
1. Procedimiento para la fabricación de un
perfil hueco ranurado longitudinalmente (1), especialmente como
producto de partida semielaborado de un perfil hueco de soldadura
longitudinal, a partir de una placa de chapa plana, que se compone
de varios tramos longitudinales (2, 3, 4) de sección transversal
diferente, de los que al menos un tramo longitudinal (3) se
ensancha o se estrecha a lo largo de su longitud, con las siguientes
características:
- -
- Se parte de un recorte de una pieza (5, 6, 7) de la placa de chapa que en cada zona de transición (8, 9) de una sección transversal reducida a una sección transversal más grande del posterior perfil hueco (1), o bien a la inversa, presenta cantos de corte longitudinales (8a, 8b, 9a, 9b) cóncavos o bien convexos para la puesta a disposición de material de compensación para una escasez de materiales o bien un exceso de material en cada zona de transición (8, 9) en el posterior moldeo.
- -
- El recorte se deforma en forma de U en cada zona de transición (8, 9) por su zona central que se extiende en dirección longitudinal con desplazamiento de material para la compensación de una escasez de material o bien un exceso de material.
- -
- El recorte deformado en forma de U se introduce con su zona cerrada en una primera mitad de matriz (10a) de una matriz (10a, 10b) que corresponde al perfil hueco (1).
- -
- Los lados (12a, 12b) del recorte deformado en forma de U se juntan con una segunda mitad de matriz (10b) de la matriz (10a, 10b) utilizando una pieza de guía en forma de espada (13) para los cantos de corte longitudinales, desplazándose material en cada zona de transición (8, 9) para la compensación de escasez de material o bien de exceso de material.
- -
- Extracción del perfil hueco (1) del molde.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la deformación en forma de U del recorte
(5, 6, 7) se lleva a cabo en la primera mitad de matriz (10a)
especialmente utilizando un núcleo (11) debidamente perfilado.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque el recorte (5, 6, 7) se dobla hacia el
interior por sus bordes longitudinales (5a, 5b, 6a, 6b, 7a, 7b)
antes del moldeo en la matriz (10a, 10b).
4. Procedimiento según la reivindicación 3,
caracterizado porque el radio de flexión de los bordes
longitudinales doblados (5a, 5b, 6a, 6b, 7a, 7b) es, como máximo,
igual que el radio de curvatura más pequeño del perfil hueco
(1).
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