ES2300070T5

ES2300070T5 - Cuchilla con un acodado de cuchilla forjado por recalcado

Info

Publication number: ES2300070T5
Application number: ES06001783.7T
Authority: ES
Inventors: Joachim Dr. Droese
Original assignee: Zwilling JA Henckels AG
Current assignee: Zwilling JA Henckels AG
Priority date: 2005-02-05
Filing date: 2006-01-28
Publication date: 2014-03-18
Anticipated expiration: 2026-01-28
Also published as: EP1688224B1; EP1688224A1; CN101080307A; EP1688224B2; KR20070099514A; JP2008528298A; US20080092694A1; CN101080307B; JP5009813B2; DE102005005640A1; DE502006000365D1; ES2300070T3; WO2006081993A1

Description

Cuchilla con un acodado de cuchilla forjado por recalcado

El presente invento se refiere a una cuchilla con acodado y a un procedimiento para fabricar semejante cuchilla.

Ya se conocen cuchillas del tipo mencionado anteriormente y los correspondientes procedimientos de fabricación. En el modo de fabricación clásico se forja de una pieza la cuchilla, compuesta de hoja, acodado y espiga. Dado que hoja, acodado y espiga presentan sensibles diferencias en sus áreas de la sección transversal, resulta determinante, en el procedimiento de fabricación clásico, la mayor área de la sección transversal, o sea, normalmente la del acodado, para la selección del área de la sección transversal de la pieza en bruto. Esta sección transversal de la pieza en bruto ha de ser luego adecuadamente reducida para producir la hoja de la cuchilla y la espiga de la cuchilla por forjado (forja en estampa), lo que se ha revelado como muy costoso, ya que, por ejemplo, las áreas de la sección transversal del acodado y de la hoja son muy diferentes.

Los documentos US-PS 689.046 y el FR-PS 694 520 describen una cuchilla y su fabricación, forjándose por separado la hoja de la cuchilla, el acodado de la cuchilla y la espiga de la cuchilla, dado el caso de materiales diferentes, y seguidamente se sueldan entre sí. Se reducen así los costes de fabricación en comparación con el método de fabricación clásico descrito anteriormente. A causa del acabado impreciso de los distintos componentes, condicionado por el procedimiento, se requieren también aquí notables retoques, en especial, en las superficies de ensamblaje para el proceso de soldadura.

El documento EP-A-0429035 describe una cuchilla y su fabricación, en la que hoja de cuchilla, acodado de cuchilla y espiga de cuchilla se fabrican asimismo separadamente y seguidamente se sueldan entre sí. Sin embargo, en este caso no se forja el acodado de la cuchilla, sino que se sinteriza, con lo cual es posible un acabado más preciso del acodado y, con ello, una mejora de la calidad superficial de las superficies de ensamblaje necesarias para el subsiguiente proceso de soldadura. En este caso, no se requiere normalmente retocado alguno. Evidentemente, los distintos componentes constructivos han de ser soldados unos con otros a continuación de su fabricación, por lo cual el número de etapas de trabajo es muy elevado. Además, el sinterizado del acodado es muy caro y dura comparativamente mucho.

El documento GB-A-692 042 describe una cuchilla con acodado de cuchilla forjado por recalcado y su fabricación.

Una misión del presente invento es crear una cuchilla con acodado de cuchilla, que pueda fabricarse sencilla y económicamente de un material alternativo, así como en el menor número posible de etapas.

Esta misión se solventa según el presente invento por medio de una cuchilla según la reivindicación 1 y según un procedimiento según la reivindicación 13.

La cuchilla comprende según el invento un acodado de cuchilla forjado por recalcado. Al forjar por recalcado, no se disminuye la sección transversal de la pieza en bruto en la zona tratada, sino que más bien se amplía, de modo que ya no resulta decisiva la mayor área de la sección transversal, o sea el área de la sección transversal del acodado, para la selección de la sección transversal de la pieza en bruto. Según el invento, se puede utilizar una pieza en bruto sensiblemente plana, cuya área de la sección transversal corresponda a la de la hoja de la cuchilla y/o a la de la espiga de la cuchilla. Se recalca luego esta pieza en bruto en la región del acodado de la cuchilla a fabricar, de modo que la pieza en bruto se repliegue allí sobre sí misma hasta que se forme la mayor área de sección transversal para el acodado. Una ventaja esencial consiste en que, al forjar la pieza en bruto, sólo se ha tratar el acodado de la cuchilla, pero no la hoja de la cuchilla ni la espiga de la cuchilla. Esto tiene la ventaja de que se conserva el espesor del material de la espiga y de la hoja y, por consiguiente, la calidad del acero original. También el eje central de la pieza en bruto y su espesor de partida sólo son afectados ligeramente por el proceso de forjado, de modo que el resultado del tratamiento es sensiblemente más preciso. Las diferencias de medida de una partida así como las tolerancias de los componentes son claramente menores en comparación con el forjado convencional. La pieza en bruto forjada, acabada con precisión, tiene también una influencia positiva en la precisión y la calidad de todas las etapas de tratamiento subsiguientes. Las formas de la hoja de la cuchilla y de la espiga de la cuchilla pueden ser, por ejemplo, sencillamente estampadas a continuación del proceso de forjado, ya que la pieza en bruto utilizada ya presenta el área de la sección transversal necesaria para la hoja de la cuchilla y la espiga de la cuchilla. Una ventaja adicional consiste en que la cuchilla, compuesta de hoja de cuchilla, acodado de cuchilla y espiga de cuchilla, puede formarse a partir de una pieza en bruto de una pieza, pero siendo el acabado más preciso y menos costoso en comparación con el modo de fabricación clásico. La fabricación a partir de una pieza en bruto de una pieza resulta ventajosa en comparación con la fabricación a partir de varias piezas en bruto, teniendo en cuenta que no es necesario un ensamblaje de hoja de cuchilla, acodado de cuchilla y espiga de cuchilla. En consecuencia, desaparecen tanto etapas de trabajo como también los requerimientos de superficies de ensamblaje necesarias para la soldadura.

Tal como se mencionó al principio, la hoja de la cuchilla, el acodado de la cuchilla y la espiga de la cuchilla se configuran preferiblemente de una pieza por las razones aducidas.

La pieza en bruto utilizada comprende ventajosamente varias capas de material, presentando, al menos, una de las capas de material una dureza elevada, preferiblemente de entre 54 y 70 HRC (dureza por ensayo Rockwell, escala C para metales duros), mejor aún en el entorno de 66 HRC. Esa, al menos, una capa de material de dureza elevada forma la superficie de corte de la cuchilla acabada. Se utiliza como material para ella preferiblemente el acero, de cuyo contenido en carbono depende la dureza. El contenido de carbono no debería se inferior al 0,5% en peso y, por otro lado, no debería sobrepasar el 2% en peso, ya que, de no ser así, el acero sería demasiado frágil y, por consiguiente, propenso a roturas. El acero puede contener además otros elementos de aleación adicionales, como por ejemplo, manganeso, cromo, molibdeno, vanadio o volframio. El manganeso hace el acero más resistente y mejor forjable. El cromo aumenta asimismo la resistencia del acero, lo hace más resistente a la abrasión por la formación de carburos de cromo y aumenta su resistencia a la corrosión. A partir de un contenido en cromo de alrededor de un 12%, se considera un acero como inoxidable o bien resistente al óxido. El molibdeno aumenta la resistencia del filo de corte y la duración del acero, especialmente en combinación con el vanadio. El volframio finalmente eleva la resistencia, aumenta sensiblemente la dureza y la duración del filo de corte. Gracias a la selección de los elementos de aleación y sus proporciones, se pueden ajustar propiedades especiales del acero. Pero dureza, resistencia del filo de corte y propensión a las roturas ocupan, en este caso, el primer plano, ya que esta capa de material debe formar la superficie de corte.

La al menos una capa de material de dureza más elevada se dispone preferiblemente en la región del núcleo de la pieza en bruto y, por consiguiente, del corte de la cuchilla fabricada posteriormente, de tal modo que la superficie de corte de la cuchilla a fabricar se dispone centralmente. Esta capa de material dura también se puede disponer centralmente fuera, si así se desease. La región del núcleo comprende de forma ventajosa, al menos, un 50% de todo el espesor de la hoja de la cuchilla o bien de la superficie de la sección transversal de toda la hoja de la cuchilla, de tal modo que, por ejemplo, al afilar o reafilar la cuchilla acabada, también sea afilada efectivamente la superficie de corte. Para que la región del núcleo se disponga lo más centradamente posible, el número de capas de material será impar por conveniencia.

Las restantes capas de material, que rodean preferiblemente la región del núcleo dura, presentan preferiblemente una dureza menor que la región del núcleo y son básicamente inoxidables. Esto último tiene la ventaja de que el acero, que contiene carbono, de la región del núcleo y que tiene mucha tendencia al óxido, sea protegido de la atmósfera por dichas capas de material inoxidables circundantes.

Las transiciones visibles de las capas de material, por ejemplo, en la trasera de la cuchilla, en el acodado de la cuchilla o en la hoja de la cuchilla, se decapan preferiblemente para hacer visible el dibujo existente debido a la multiplicidad de capas. Esto tiene básicamente motivos ópticos. El acodado de la cuchilla forjado por recalcado presenta, especialmente a causa del replegado de la pieza en bruto de varias capas, un dibujo individual, que recuerda al acero damasceno.

Según el procedimiento del invento, la hoja de la cuchilla, el acodado de la cuchilla y la espiga de la cuchilla se hacen preferiblemente de una pieza en bruto de una pieza. De ese modo, se puede renunciar tras el forjado a todas las operaciones de ensamblaje. Conformando el acodado por medio del forjado por recalcado, se asegura también, en caso de pieza en bruto de una pieza, que el acabado sea preciso y no demasiado costoso.

La pieza en bruto se estampa preferiblemente a partir de una chapa de varias capas, por medio de un calentamiento de resistencias y se recalca o bien se pliega en la etapa de forjado por recalcado en la región del acodado a realizar.

La etapa de forjado por recalcado o bien el resultado de la etapa de forjado por recalcado depende básicamente del recorrido del recalcado, de la velocidad de recalcado y de la regulación de la temperatura. La temperatura es además preferiblemente de 1.050ºC, dependiendo la temperatura del material.

A la etapa de forja por recalcado, le sigue preferiblemente una etapa de forja de precisión, en especial, para tratar el relieve de los distintos contornos del recalcado de la cuchilla. El resultado de la etapa de la forja de precisión depende esencialmente de la velocidad del procedimiento de la herramienta superior, del esfuerzo de compresión, del recorrido del proceso, del tiempo de contacto y del lubrificante refrigerante empleado. La forja de precisión del acodado preferiblemente comprende exclusivamente una pasada.

Finalmente, el contorno de la cuchilla es preferiblemente desbarbado o bien troquelado.

El procedimiento descrito anteriormente hace posible un acabado muy preciso así como económico, comprendiendo el procedimiento pocas etapas y resultando sin etapa de ensamblaje alguna. Se reducen notablemente el consumo de energía, el empleo de acero, la superficie y el ruido.

La pieza en bruto utilizada para el procedimiento descrito anteriormente comprende, como se describió antes, varias capas, preferiblemente con una capa de acero de elevada dureza dispuesta centradamente, que deberá formar, al fin y al cabo, la superficie de corte de la cuchilla. Para producir la pieza en bruto, se plaquean varias capas de chapa y se laminan en frío, de modo que se produzcan chapas a partir de las cuales se puedan troquelar las piezas brutas.

A continuación, se describe el presente invento con mayor precisión en relación con el dibujo. Las figuras 1 a 5 representan, en dicho dibujo, distintos resultados de etapas del procedimiento consecutivas según una forma de realización preferida del procedimiento según el invento.

Las figuras muestran en particular:

Figura 1 una vista en planta desde arriba de una pieza en bruto utilizada según una forma de realización preferida del procedimiento según el invento;

Figura 2 una vista en planta desde arriba de la pieza en bruto representada en la figura 1, tras llevarse a cabo la etapa de forja por recalcado según el invento;

Figura 3 una vista en planta desde arriba de la pieza en bruto representada en la figura 2, tras llevarse a cabo la etapa de forja de precisión;

Figura 4 una vista en planta desde arriba de la pieza en bruto representada en la figura 3, tras llevarse a cabo una etapa de desbarbado;

Figura 5 una vista en plante desde arriba de la pieza de desecho, producida por medio de la etapa de desbarbado, que se envía como chatarra de acero para la reutilización en la instalación; y

Figura 6 una vista ampliada de la sección transversal del acodado de la cuchilla recalcado de varias capas.

La figura 1 muestra una pieza 10 en bruto, que se utiliza para llevar a cabo una forma de realización preferida del procedimiento según el invento. En el caso de la pieza 10 en bruto, se trata de un fleje de acero de varias capas, por ejemplo, desde tres capas hasta combinados Clad semejantes al acero damasceno, por ejemplo, de 33 capas. La pieza 10 en bruto presenta por el centro de su superficie transversal una capa de un acero de elevada dureza, de 66 HRC en el presente caso. Esta capa de material responde de aproximadamente del 50% del espesor total de la hoja de la cuchilla o bien de la superficie de la sección transversal total de la hoja de la cuchilla y forma la superficie de la hoja de la cuchilla a producir.

La pieza 10 en bruto representada en la figura 1 fue troquelada a partir de una chapa grande de acero de varias capas laminada en frío, que presenta la deseada superficie de la sección transversal de la hoja de la cuchilla y de la espiga de la cuchilla. Análogamente, la pieza 10 en bruto presenta también la correspondiente superficie de la sección transversal.

La figura 2 muestra la pieza 10 en bruto representada en la figura 1, tras llevarse a cabo la etapa de forjado por recalcado según el invento. Como puede reconocerse, el material de la región 12, en la que ha de configurarse el acodado de la cuchilla a fabricar, se pliega sobre sí mismo de tal modo que la superficie de la sección transversal de la región 12 se amplíe de acuerdo con la superficie de sección transversal deseada del acodado de la cuchilla. Las regiones 14 y 16, a partir de las cuales se producirán después la hoja y la espiga de la cuchilla, no fueron modificadas sensiblemente por la etapa de recalcado. El recalcado tiene lugar por calentamiento de resistencias. En este lugar, debería quedar claro que el calentamiento puede realizarse también de otras formas.

La figura 3 muestra la pieza 10 en bruto representada en la figura 2 después de haberse llevado a cabo una etapa de forjado de precisión, con la cual se configuró la forma del acodado 18 de la cuchilla en la región 12. La forja de precisión tiene lugar realizándose una única pasada. También podrían realizarse además, en la etapa de forjado de precisión, más de una pasada, prefiriéndose naturalmente que la forma del acodado de la cuchilla se pueda realizar por medio de una sola pasada suficientemente precisa. Tal como puede reconocerse en la figura 3, las regiones 14 y 16, a partir de las cuales se hacen la hoja de la cuchilla y la espiga de la cuchilla, quedan también sin ser modificadas sensiblemente durante la realización de la etapa de forjado de precisión.

La figura 4 muestra la pieza 20 acabada, que se conforma cuando la pieza 10 en bruto, representada en la figura 3, ha sufrido una etapa de desbarbado. En esta etapa de desbarbado se troquela el respectivo contorno de la hoja 22 de la cuchilla, del acodado 18 de la cuchilla y de la espiga 24 de la cuchilla.

La figura 5 muestra finalmente la pieza 26 de desbarbado, producida de acuerdo con la etapa de desbarbado. Tal como puede reconocerse, en el procedimiento según el invento sólo se produce una pequeña cantidad de desechos.

La figura 6 muestra finalmente una vista ampliada de la sección transversal del acodado 18 recalcado de la cuchilla de varias capas. La capa 28 de material, dispuesta básicamente centralmente, o sea, en la región del núcleo, y de dureza más elevada, se extiende plegada formando meandros a lo largo del acodado 18 de la cuchilla. Responde aproximadamente del 50% de la superficie de la sección transversal y está rodeada de otras capas 30 de material sensiblemente más finas y asimismo plegadas, que, por supuesto, sólo se han representado por zonas en la figura

6. Debería quedar claro que se extienden capas 30 de material a través de todo el acodado 18 por encima y por debajo de las capa 28 de material y que discurren según la conformación del acodado 18. Estas capas 30 de material son más blandas que la capa 28 de material y son resistentes a la corrosión para proteger la capa 28 de material de las influencias negativas de la atmósfera. A base de la figura 6, se puede reconocer que, por medio de un afilado adecuado y por decapado de la superficie afilada, se puede poner de manifiesto el dibujo individual, lo que puede ser deseable desde el punto de vista óptico.

5 Debería quedar claro que la forma de realización preferida del procedimiento según el invento descrita antes, así como la cuchilla con el acodado de cuchilla, representado a modo de ejemplo no es limitativo en relación con el ámbito de protección, que queda definida por las reivindicaciones adjuntas. Más bien son posibles modificaciones y variaciones sin abandonar el ámbito de protección.

10 LISTA DE SIGNOS DE REFERENCIA

10 Pieza en bruto 12 Región

5 14 Región 16 Región 18 Acodado de la cuchilla 20 Pieza acabada 22 Hoja de la cuchilla

10 24 Espiga de la cuchilla 26 Pieza de desbarbado 28 Capa de material central 30 Otras capas de material

Claims

REIVINDICACIONES

1.

Cuchilla con acodado (18) de cuchilla forjado por recalcado, caracterizada porque la cuchilla presenta varias capas (28, 30) de material, y porque en el caso de las varias capas (28, 30) de material se trata de un acero de varias capas
2.

Cuchilla según la reivindicación 1, caracterizada porque la hoja (22) de cuchilla, el acodado (18) de cuchilla y la espiga (24) de cuchilla se han hecho de una pieza.
3.

Cuchilla según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque al menos una capa (28) de material presenta una dureza elevada.
4.

Cuchilla según la reivindicación 3, caracterizada porque la dureza de dicha al menos una capa (28) de material es de 54 a 70 HRC y queda preferiblemente en el entorno de 66 HRC.
5.

Cuchilla según la reivindicación 3 ó 4, caracterizada porque, en el caso de la capa (28) de material de dureza elevada, se trata de un acero endurecido con un contenido en carbono de entre 0,5% y 2%.
6.

Cuchilla según una de las reivindicaciones 3 a 5, caracterizada porque la al menos una capa (28) de material de dureza elevada se ha dispuesto en esencia centralmente en una región del núcleo.
7.

Cuchilla según la reivindicación 6, caracterizada porque el espesor de la región del núcleo presenta al menos el 50 % del espesor total de la hoja de la cuchilla.
8.

Cuchilla según una de las reivindicaciones 1 y 7, caracterizada porque el número de capas (28, 30) de material es impar.
9.

Cuchilla según una de las reivindicaciones 3 a 8, caracterizada porque las demás capas (30) de material presentan una dureza menor que la capa (28) de material de dureza elevada.
10.

Cuchilla según una de las reivindicaciones 3 a 9, caracterizada porque las demás capas (30) de material son básicamente inoxidables.
11.

Cuchilla según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada porque transiciones de capas de material visibles están decapadas al menos parcialmente.
12.

Procedimiento para la fabricación de una cuchilla con acodado, habiéndose previsto para la configuración del acodado (18) una etapa de forjado por recalcado, caracterizado porque la pieza (10) en bruto utilizada para la etapa de forjado por recalcado presenta varias capas (28, 30) de material.
13.

Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado porque la pieza (10) en bruto utilizada para la etapa de forjado por recalcado se calienta previamente.
14.

Procedimiento según la reivindicación 13, caracterizado porque el calentamiento de la pieza (10) en bruto se lleva a cabo mediante calentamiento por resistencias eléctricas.
15.

Procedimiento según una de las reivindicaciones 12 a 14, caracterizado porque la pieza (10) en bruto utilizada para la etapa de forjado por recalcado ha sido laminada en frío.
16.

Procedimiento según una de las reivindicaciones 12 a 15, caracterizado porque la pieza (10) en bruto utilizada para la etapa de forjado por recalcado presenta al menos una capa (28) de material de elevada dureza.
17.

Procedimiento según la reivindicación 16, caracterizado porque dicha al menos una capa (28) de material presenta una dureza de 54 a 760 HRC, aún mejor una dureza en el entorno de 66 HRC.
18.

Procedimiento según la reivindicación 16 ó 17, caracterizado porque en el caso de dicha al menos una capa

(28) de material se trata de un acero endurecido con un contenido en carbono de entre 0,5% y 2%.
19. Procedimiento según una de las reivindicaciones 16 a 18, caracterizado porque dicha al menos una capa

(28) de material se ha previsto básicamente centrada en la región del núcleo de la pieza (10) en bruto.
20.

Procedimiento según una de las reivindicaciones 16 a 19, caracterizado porque las demás capas (30) de material presentan una dureza menor que la capa (28) de material de elevada dureza.
21.

Procedimiento según una de las reivindicaciones 16 a 20, caracterizado porque las demás capas (30) de material son esencialmente inoxidables.
22.

Procedimiento según una de las reivindicaciones 12 a 21, caracterizado porque la pieza (10) en bruto utilizada para la etapa de forjado por recalcado se troquela.

5 23. Procedimiento según una de las reivindicaciones 12 a 22, caracterizado porque la hoja (22) de cuchilla, el acodado (18) de cuchilla y la espiga (24) de cuchilla se conforman a partir de una pieza (10) en bruto de una pieza.
24. Procedimiento según una de las reivindicaciones 12 a 23, caracterizado porque a la etapa de recalcado se

le agrega una etapa de forjado de precisión para una conformación adicional del acodado (18). 10
25. Procedimiento según la reivindicación 24, caracterizado porque la etapa de forjado de precisión presenta exactamente una pasada.
26. Procedimiento según una de las reivindicaciones 12 a 25, caracterizado porque el contorno de la cuchilla se 15 desbarba con acodado (18).
27. Procedimiento según una de las reivindicaciones 12 a 26, caracterizado porque se decapan, al menos parcialmente, las transiciones de las capas de material visibles.

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