ES2308191T3 - Procedimiento y dispositivo para fabricar una banda de chapa estructurada. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para fabricar una banda de chapa estructurada (1), que comprende al menos los pasos siguientes: - alimentación de una banda de chapa lisa (1) hacia un dispositivo conformador (3) a lo largo de una dirección de guía (4); - producción de una estructura primaria (5) en la banda de chapa lisa (1) con el dispositivo conformador (3), actuando una pluralidad de herramientas de conformación independiente (6) sobre la banda de chapa (1) en sentido sustancialmente perpendicular a la dirección de guía (4) e hincando esta banda en un contramolde (46); - generación de un avance de la banda de chapa (1) en la dirección de guía (4) con el contramolde, efectuándose el avance de la banda de chapa (1) cuando las herramientas de conformación (6) no están acopladas con dicha banda de chapa (1).
Description
Procedimiento y dispositivo para fabricar una
banda de chapa estructurada.
La presente invención concierne a un
procedimiento para fabricar una banda de chapa estructurada con una
estructura primaria, así como a un dispositivo para producir al
menos una estructura primaria en una banda de chapa. Tales bandas
de chapa estructuradas se utilizan preferiblemente para la
fabricación de componentes de depuración de gas de escape de
motores de combustión interna móviles.
En el tratamiento de gases de escape de motores
de combustión interna móviles, como, por ejemplo, motores Otto y
diesel, es conocido el recurso de disponer componentes o estructuras
en la tubería de gas de escape que proporcionen una superficie
relativamente grande. Estos componentes son provistos usualmente de
un revestimiento adsorbente, catalíticamente activo o similar, con
lo que, debido a la gran superficie de los componentes, se
materializa un contacto íntimo con el gas de escape que circula a lo
largo de ellos. Tales componentes son, por ejemplo, elementos de
filtro para separar por filtrado partículas contenidas en el gas de
escape, adsorbedores para la acumulación al menos temporalmente
limitada de contaminantes contenidos en el gas de escape (por
ejemplo, NO_{x}), convertidores catalíticos (por ejemplo, un
catalizador de tres vías, un catalizador de oxidación, un
catalizador de reducción, etc.), difusores para influir sobre el
flujo o para turbulizar el gas de escape que circula a su través, o
bien elementos de calentamiento que, inmediatamente después del
arranque en frío del motor de combustión interna, calientan el gas
de escape hasta una temperatura prefijada. En vista de las
condiciones de utilización en el sistema de gas de escape de un
automóvil, se han acreditado fundamentalmente los siguientes
substratos de soporte: cuerpos de nido de abeja cerámicos, cuerpos
de nido de abeja extruidos y cuerpos de nido de abeja hechos de
láminas metálicas. Debido al hecho de que estos substratos de
soporte han de adaptarse siempre a sus funciones, las láminas de
chapa resistentes a altas temperaturas y estables frente a la
corrosión son especialmente adecuadas para servir como material de
partida.
Es conocido el recurso de fabricar cuerpos de
nido de abeja con una pluralidad de láminas de chapa al menos
parcialmente estructuradas que se introducen seguidamente en una
carcasa y forman así un cuerpo de soporte que puede ser provisto de
uno o varios de los revestimientos anteriormente citados. Las
láminas de chapa al menos parcialmente estructuradas se disponen
aquí de modo que queden formados unos canales dispuestos
sustancialmente paralelos uno a otro. Para garantizar esto se tiene
que, por ejemplo, una parte de la lámina de chapa está provista de
una estructura primaria que se caracteriza, entre otras cosas, por
una estructura repetitiva regular, especialmente una especie de
ondulación sinusoidal, una estructura en dientes de sierra, una
ondulación rectangular, una ondulación triangular, una ondulación
en omega o similar. Las láminas de chapa provistas de una estructura
primaria son apiladas después una sobre otra (eventualmente
alternando con capas intermedias lisas) y son retorcidas una con
otra e introducidas en una carcasa. Después de una unión de las
láminas de chapa con la carcasa realizada mediante técnicas de
ensamble queda formado un cuerpo de nido de abeja que presenta
canales sustancialmente paralelos uno a otro.
Asimismo, es conocido el recurso de producir una
segunda estructura pequeña en tales láminas de chapa (lisas y/o que
presentan una estructura primaria) que deberá impedir especialmente
que se forme un flujo laminar inmediatamente después de la entrada
del gas de escape en el cuerpo de nido de abeja, no teniendo lugar
un intercambio de gas de zonas de la corriente parcial de gas de
escape situadas en el centro de un canal de esta clase con las
zonas de pared del canal, por ejemplo catalíticamente activas. Por
consiguiente, esta estructura secundaria proporciona superficies de
ataque de corriente que tienen como consecuencia una especie de
turbulización de las corrientes parciales de gas de escape en el
interior de un canal de esta clase. Esto conduce a un intenso
mezclado de las propias corrientes parciales de gas de escape, de
modo que queda garantizado un contacto íntimo de los contaminantes
contenidos en el gas de escape con la pared del canal. Asimismo, es
posible formar con tales estructuras secundarias unos pasos de
flujo transversales al canal que permitan un intercambio de gas de
corrientes parciales de gas de escape con canales contiguos. Por
este motivo, se conocen estructuras secundarias que comprenden, por
ejemplo, superficies de guía, microestructuras, botones, salientes,
aletas, orejetas, agujeros o similares. Por tanto, resulta una
diversidad de variación netamente incrementada para la fabricación
de cuerpos de nido de abeja metálicos frente a los de material
cerámico, puesto que con un proceso de extrusión no se puede
materializar una pared de canal tan compleja o bien ésta sólo se
puede materializar con un coste mecánico especialmente alto.
En el tratamiento de gases de escape es también
de interés especial que se efectúe una conversión de los
contaminantes contenidos en el gas de escape casi sin demora
después del arranque del motor. Esto deberá tener lugar según las
disposiciones o directrices legales con una efectividad
especialmente alta. Por este motivo, en el pasado se han utilizado
láminas de chapa que se hacen cada vez más delgadas. Las láminas de
chapa muy delgadas tienen la consecuencia de que se presenta una
capacidad calorífica específica de la superficie que es muy pequeña.
Esto quiere decir que se extrae relativamente poco calor del gas de
escape circulante o bien las propias láminas de chapa experimentan
un aumento de temperatura con relativa rapidez. Esto es importante
debido a que, por ejemplo, los revestimientos catalíticamente
activos utilizados en la actualidad en el sistema de gas de escape
comienzan con la conversión de los contaminantes únicamente a partir
de una temperatura de arranque determinada que corresponde
aproximadamente a temperaturas de 230ºC a 270ºC. Con el objetivo de
convertir ya al cabo de unos pocos segundos los contaminantes con
una efectividad de al menos el 98%, se utilizan láminas de chapa
que tienen un espesor, por ejemplo, inferior a 20 \mum.
Sin embargo, resultan de los objetivos fijados
antes citados una serie de problemas técnicos de fabricación y de
aplicación. La producción de tales estructuras afiligranadas,
especialmente de las estructuras secundarias, requiere herramientas
que trabajen de forma especialmente precisa, las cuales son
usualmente muy caras y, por consiguiente, deberán materializar
largos tiempos de duración. Hay que tener en cuenta también a este
respecto que el espesor relativamente delgado de las láminas
requiere una conformación relativamente "cuidadosa". Las
láminas metálicas tan delgadas son especialmente susceptibles en lo
que respecta a la consolidación en frío la cual se presenta
precisamente en el caso de una conformación repetida varias veces.
Esto conduce a la fragilización del material y, precisamente en
vista de las altas cargas térmicas y dinámicas que se presentan en
el sistema de gas de escape, puede llevar rápidamente a que falle la
pieza estructural. Además, hay que tener en cuenta que las láminas
de chapa no tienen que ser en general aplastadas durante la
conformación, ya que esto puede conducir rápidamente a que se
desgarre el material. Tales fisuras, en parte muy pequeñas, son
fuentes de propagación de fisuras que, a causa del esfuerzo térmico
alternativo durante la utilización posterior, amenazan también la
funcionalidad de la pieza estructural. Asimismo, hay que evitar que
las láminas de chapa se arruguen durante la fabricación o tengan
tendencia a enrollarse. El arrugamiento puede tener, por ejemplo,
la consecuencia de que en ciertas circunstancias, se taponen canales
o se formen fisuras que se propaguen a consecuencia de las cargas
posteriores en el sistema de escape de un automóvil y amenacen la
integridad estructural del cuerpo de nido de abeja. Además, hay que
observar que tales estructuras primarias y/o secundarias arrugadas
o deformadas se oponen de manera poco deseable al gas de escape, con
lo que, en ciertas circunstancias, se puede detectar una presión
dinámica incrementada delante del cuerpo de gas de escape, lo que
puede conducir eventualmente a que se reduzca la potencia del
motor.
Como es sabido, la lámina de chapa es provista
de una estructura primaria por medio de herramientas perfiladas que
encajan una en otra, por ejemplo según el procedimiento de
laminación ondulada. La banda de chapa lisa es conducida entonces a
través de dos rodillos perfilados en dirección periférica, siendo
los ejes de los rodillos perpendiculares al plano de doblado. Los
rodillos están equipados, por ejemplo, con dientes perfilados
configurados en forma de evolvente, encajando uno en otro los
dientes perfilados de los rodillos. Sin embargo, existe aquí el
riesgo de que la banda de chapa a conformar sea parcialmente
aprisionada en los flancos de los dientes perfilados y tenga lugar
al mismo tiempo una deformación por medio de la cabeza de los
dientes perfilados. Esto tiene frecuentemente la consecuencia de un
recalcado del material en la zona de los flancos y una formación de
fisuras cerca de la cabeza de los dientes perfilados. Asimismo,
respecto de este procedimiento de fabricación, existe la
restricción de que la estructura primaria generada reproduce
sustancialmente el perfil de los rodillos ondulados, el cual está
él mismo limitado por el hecho de que los dientes ruedan uno sobre
otro o, a causa del proceso de laminación, requieren cierta rigidez.
Se pueden establecer entonces tan sólo relaciones muy determinadas
de longitud de onda a altura de onda de la estructura primaria.
Se conoce por el documento
SU-A-508302 un dispositivo según el
preámbulo de la reivindicación 7 para el gofrado de material de
chapa, en el que se genera el avance del material de chapa por medio
de un carro separado con dispositivos de aprisionamiento.
Asimismo, se conoce por el documento
EP-A-0 776 711 un dispositivo que,
por medio de machos móviles y segmentos activables por separado,
puede mecanizar piezas de trabajo de diferente longitud sin tener
que ser reacondicionado. La alimentación del material de chapa se
efectúa por medio de un dispositivo separado.
Partiendo de esto, el problema de la presente
invención consiste en superar los problemas técnicos anteriormente
descritos. En particular, el cometido consiste en indicar un
procedimiento para fabricar bandas de chapa estructuradas que sea
barato, pueda realizarse preferiblemente en forma continua, evite
una excesiva consolidación en frío de las láminas de chapa, permita
la configuración de estructuras primarias y secundarias muy
diferentes y genere una estructura primaria que sea adecuada para
la fabricación de cuerpos de soporte dispuestos en el gas de escape
de motores de combustión interna móviles, debiendo presentar este
cuerpo de soporte una resistencia muy pequeña al flujo,
especialmente a altas densidades de canales y con estructura
secundaria integrada. Asimismo, se pretende indicar una herramienta
para fabricar tales bandas de chapa estructuradas que sea adecuada
para producir o variar estructuras especialmente complejas y
reotécnicamente favorables en láminas de chapa delgadas.
Estos problemas se resuelven con un
procedimiento para fabricar una banda de chapa estructurada con las
características de la reivindicación 1 y un dispositivo para
producir al menos una estructura primaria en una banda de chapa con
las características de la reivindicación 7. Otras ejecuciones
ventajosas se describen en las respectivas reivindicaciones
subordinadas, pudiendo combinarse las características allí citadas
una con otra de cualquier manera deseada.
El procedimiento según la invención para
fabricar una banda de chapa estructurada comprende al menos los
pasos siguientes:
- alimentación de una banda de chapa lisa a un
dispositivo conformador a lo largo de una dirección de guía;
- producción de una estructura primaria en la
banda de chapa lisa con el dispositivo conformador, actuando una
pluralidad de herramientas de conformación separadas sobre la banda
de chapa en dirección sustancialmente perpendicular a la dirección
de guía e introduciendo esta banda de chapa a presión en un
contramolde;
- generación de un avance de la banda de chapa
en la dirección de guía con el contramolde, efectuándose el avance
de la banda de chapa cuando las herramientas de conformación no
están acopladas con la banda de chapa.
Una característica esencial de este
procedimiento de fabricación es que la producción de la estructura
primaria ya no se realiza por medio de herramientas perfiladas
rotativas que encajan una en otra, sino que una pluralidad de
herramientas de conformación separadas realizan una especie de
movimiento de carrera y presionan la banda de chapa lisa hacia
dentro de un contramolde prefijado. Debido a los hechos de que las
herramientas de conformación separadas se mueven hacia el
contramolde con un movimiento sustancialmente vertical, se pueden
lograr un gran número de formas de realización diferentes de
cualquier configuración deseada para una estructura primaria. Dado
que aquí se utiliza una pluralidad de herramientas de conformación
separadas, se puede reducir aún más la carga del material. En
efecto, esto significa que cada herramienta de conformación mecaniza
solamente una superficie relativamente pequeña de la banda de
chapa, compensándose (eventualmente en los espacios intermedios
entre herramientas de conformación dispuestas contiguas una a otra o
mediante una sucesión temporal definida de los movimientos de
carrera de las herramientas de conformación) la variación de
posición de la banda de chapa sobre la base del proceso de
conformación progresiva empleado. Esto tiene como consecuencia una
generación de la estructura primaria en una forma especialmente
cuidadosa para el material.
Con una pluralidad de herramientas de
conformación separadas se quiere dar a entender al menos dos,
preferiblemente al menos diez y especialmente incluso más de veinte
herramientas de conformación separadas. Este número se refiere aquí
especialmente sólo a las herramientas de conformación que están
dispuestas en el mismo lado de la banda de chapa, mientras que en
el lado opuesto de la banda de chapa se posiciona un contramolde.
Usualmente, este contramolde tiene varios extremos en los que
encajan y, en ciertas circunstancias, casi vienen a aplicarse las
herramientas de conformación separadas (de modo que todavía la
rendija corresponde aproximadamente tan sólo al espesor de la
chapa). Si se consideran ahora estos extremos del contramolde, éstos
están situados usualmente sobre una línea recta o curva. Esta línea
es sustancialmente paralela a la dirección de guía de la banda de
chapa a través del dispositivo conformador. Las herramientas de
conformación separadas se mueven en dirección sustancialmente
perpendicular con respecto precisamente a esta dirección de guía o a
esta línea. A continuación, se realiza una descripción más
detallada de este procedimiento con referencia a herramientas
diferentes.
Según un perfeccionamiento ventajoso del
procedimiento, se secciona la banda de chapa estructurada después
de la producción de la estructura primaria, con lo que se fabrican
láminas de chapa. Mientras que el procedimiento antes citado se
realiza preferiblemente con una banda de chapa retirada de una
bobina, se tiene que precisamente para los componentes de
depuración de gas de escape descritos al principio se utilizan
láminas de chapa con una longitud determinada. Esta longitud
depende sustancialmente de la constitución del cuerpo de nido de
abeja, utilizándose para la fabricación de cuerpos de soporte
longitudes de, por ejemplo, hasta 40 cm en el caso de láminas de
chapa arrolladas en espiral o bien de tal sólo 12 cm en el caso de
láminas de chapa retorcidas, por ejemplo, en forma de S.
Asimismo se propone que se genere una banda de
chapa estructurada con una estructura primaria que esté
caracterizada por una longitud de onda y una altura de onda, siendo
la relación de la longitud de onda a la altura de onda de menos de
2, especialmente de menos de 1,5. En principio, cabe hacer notar
primeramente que los términos de "longitud de onda" y
"altura de onda" no pueden aplicarse solamente a una estructura
primaria semejante a una "onda", sino que tales relaciones se
pueden aplicar también de manera análoga a otras estructuras
primarias. La longitud de onda describe aquí la distancia entre dos
extremos del mismo tipo, por ejemplo dos crestas de onda
directamente contiguas o dos valles de onda directamente contiguos.
Es claro con esto que se quiere dar a entender aquí la longitud de
repetición de la estructura primaria. Por altura de onda ha de
entenderse la distancia de dos extremos opuestos, es decir, por
ejemplo, la distancia de una cresta de onda al valle de onda
contiguo. Usualmente, la longitud de onda y la altura de onda son
perpendiculares una a otra.
Una relación de longitud de onda a altura de
onda inferior a 2, especialmente inferior a 1,5, describe
estructuras primarias con flancos descendentes en forma
relativamente pendiente. Tales estructuras primarias forman más
tarde, al ser ensambladas para obtener una estructura de nido de
abeja (de un cuerpo de soporte atravesable por el gas de escape)
unos canales con propiedades ventajosas. Así, por ejemplo, es
posible prever en las pechinas, es decir, en las zonas de contacto
de láminas de chapa dispuestas contiguas una a otra, de manera
relativamente sencilla la cantidad necesaria de material de
soldadura y/o de revestimiento, de modo que se puede trabajar aquí
a un coste muy bajo. Además, tales canales se caracterizan por un
comportamiento de flujo mejorado, especialmente porque los flancos
están relativamente juntos uno a otro y, por tanto, es posible un
contacto íntimo del gas de escape circulante con las paredes
parcialmente revestidas de los canales.
Según otra ejecución del procedimiento, la banda
de chapa o la lámina de chapa es de un material resistente a altas
temperaturas y estable frente a la corrosión y tiene un espesor que
es inferior a 0,11 mm, especialmente inferior a 0,06 mm y
preferiblemente incluso de 0,03 mm. El material contiene
preferiblemente cromo y/o aluminio (en general con una base de
hierro), y/o comprende una base de níquel. Precisamente en tales
materiales con los espesores indicados se tenía que contar antes
con una aparición de daños durante la producción de la estructura
primaria. Esto tiene, por un lado, su origen en que los materiales
indicados tienen tendencia a consolidarse muy fácilmente en frío,
pero, por otro lado, representaban también un riesgo debido a su
espesor. Por tanto, el procedimiento propuesto con las herramientas
de conformación separadas que actúan sobre la banda de chapa en
sentido sustancialmente perpendicular a la dirección de guía es
ventajoso especialmente para los materiales o espesores de material
aquí citados. Ventajosamente, con las láminas de chapa como las que
se han caracterizado en la descripción se pueden fabricar cuerpos
de soporte que tengan una densidad de canales de más de 200 cpsi
("cells per square inch" = celdas por pulgada cuadrada)
especialmente más de 400 cpsi y preferiblemente incluso más de 800
cpsi.
Según todavía un perfeccionamiento del
procedimiento, se propone que, antes de la introducción de la banda
de chapa en el dispositivo conformador, se produzcan agujeros y/o
hendiduras en la banda de chapa, especialmente con el procedimiento
de fabricación por troquelado. Tales agujeros, por ejemplo con un
diámetro de 2 mm a 6 mm, sirven usualmente como paso para
corrientes parciales de gas de escape en componentes de depuración
de gas de escape que hacen posible un intercambio de gas entre
canales contiguos. Las hendiduras sirven usualmente como punto de
partida para la estructura secundaria, la cual se produce en los
sitios de ubicación de las hendiduras por deformación de la banda
de chapa, tal como inversión, doblado, ensanchamiento, etc. Se
forman aquí especialmente superficies de guía, aletas o estructuras
semejantes. Sin embargo, es posible también que los agujeros estén
dispuestos directamente en las hendiduras. Se quiere dar a entender
con esto especialmente que las hendiduras de las zonas de borde
tienen ensanchamientos que reducen la acción de entalladura. En este
caso, los agujeros o los ensanchamientos tienen un radio que es
netamente inferior a 1 mm. En principio, se puede hacer notar
también que son conocidos del experto un gran número de
procedimientos de fabricación referentes a como se pueden producir
tales agujeros y/o hendiduras (eventualmente también en forma
conjunta) en una banda de chapa. Se favorece aquí el procedimiento
de fabricación por troquelado, ya que éste se puede utilizar también
de manera especialmente barata en el marco de una fabricación en
serie.
Según otra ejecución del procedimiento, la banda
de chapa, después de la producción de la estructura primaria, es
provista de una estructura secundaria por medio de herramientas
perfiladas que engranan una con otra, limitando preferiblemente
esta estructura al menos en parte los agujeros y/o hendiduras
formados en la banda de chapa. Usualmente, este paso del
procedimiento se realiza todavía antes del seccionamiento de la
banda de chapa estructurada en láminas de chapa separadas. Con las
herramientas perfiladas aquí citadas, que engranan una con otra, se
quiere dar a entender especialmente aquellas herramientas que no
presentan flancos que rueden uno sobre otro. Por el contrario, se
trata aquí de construcciones a manera de clavijas que entran en
contacto de preferencia tan sólo con las zonas de la banda de chapa
en las que se forma más tarde la estructura secundaria. Los agujeros
y/o las hendiduras sirven aquí, por ejemplo, como ayudas de
posicionamiento.
Según otro aspecto de la invención, se propone
un dispositivo para producir al menos una estructura primaria en
una banda de chapa alimentada con una pluralidad de herramientas de
conformación independientes yuxtapuestas, las cuales tienen cada
una de ellas una superficie de contacto que corresponde
sustancialmente a un tramo de la estructura primaria, pudiendo
moverse las herramientas de conformación en sentido sustancialmente
perpendicular a la dirección de guía de la banda de chapa y en
posiciones decaladas al menos parcialmente una respecto de otra y
pudiendo posicionarse un contramolde en el lado de la banda de chapa
opuesto a las herramientas de conformación, cuyo contramolde genera
un avance de la banda de chapa en la dirección de guía, efectuándose
el avance de la banda de chapa cuando las herramientas de
conformación no están engranadas con dicha banda de chapa. Respecto
de este dispositivo, se hace referencia en este sitio a las
explicaciones que se han realizado ya con referencia al
procedimiento.
Además, es de hacer notar que como "superficie
de contacto" se puede considerar la parte de las herramientas de
conformación que entra en contacto con la banda de chapa, es decir
que provoca también su conformación. Esta superficie de contacto
está configurada de modo que represente sustancialmente un tramo de
la estructura primaria. Se garantiza así que las herramientas de
conformación puedan hincar o embutir la banda de chapa con la
estructura primaria deseada en un contramolde. La disposición de las
herramientas de conformación independientes una al lado de otra se
efectúa aquí preferiblemente de una manera tal que para el caso de
que todas las herramientas de conformación se encuentren acopladas
con la banda de chapa o con el contramolde (es decir, presenten su
carrera máxima), la superficies de contacto de las herramientas de
conformación linden una con otra y/o estén posicionadas en forma
sustancialmente paralela a un perfil del contramolde.
Los movimientos mutuamente decalados de las
herramientas de conformación independientes garantizan que puede
ser arrastrado suficiente material de la banda de chapa hacia la
región de deformación y, por tanto, se evite un esfuerzo excesivo
de la banda de chapa durante la conformación (dilatación excesiva,
recalcado excesivo, consolidación en frío, etc.). Es así claro que
una zona mayor de la banda de chapa está dispuesta cerca de las
herramientas de conformación, pero esta zona es conformada en
momentos diferentes o con intensidad diferente en el mismo momento.
Por consiguiente, un "movimiento mutuamente decalado" ha de
entenderse en el sentido de que el movimiento de carrera de
herramientas de conformación dispuestas contiguas una a otra tiene
lugar en momentos diferentes, con velocidades diferentes, con
fuerza diferente y/o con dirección diferente de acción de la
fuerza.
Preferiblemente, la conformación de la banda de
chapa se efectúa de tal manera que una herramienta de conformación
exteriormente dispuesta (por ejemplo, una herramienta de
conformación que esté dispuesta la última en la dirección de guía)
comience con el movimiento de carrera y, en forma temporalmente
sucesiva, las herramientas de conformación contiguas adyacentes
realicen su movimiento de carrera hasta que sea alcanzada la otra
herramienta de conformación opuesta (o bien dispuesta la primera en
la dirección de guía). Es especialmente ventajoso a este respecto
que en ningún momento del paso de conformación estén acopladas con
la banda de chapa todas las herramientas de conformación
independientes, sino que más bien a lo sumo la mitad de las
herramientas de conformación independientes, especialmente menos de
un tercio de estas herramientas de conformación independientes,
deberá estar en contacto con la banda de chapa. Por otro lado, al
menos dos, preferiblemente al menos tres y especialmente al menos
cinco de tales herramientas de conformación deberán ejercer al mismo
tiempo una fuerza sobre la banda de chapa durante la conformación
para hacer posibles una retención segura y una conformación
continua.
Asimismo, se propone que la estructura primaria
tenga una longitud de onda y una altura de onda y que la relación
de la longitud de onda a la altura de onda sea preferiblemente
inferior a 2, teniendo las herramientas de conformación una anchura
que es más pequeña que diez veces la longitud de onda y
especialmente más pequeña que cinco veces dicha longitud de onda.
Respecto de los términos de altura de onda y longitud de onda, cabe
remitirse a las explicaciones anteriores. En el dispositivo que aquí
se describe se define con más detalle la anchura de las
herramientas de conformación independientes. Se indican aquí
herramientas de conformación relativamente estrechas que forman tan
sólo un número determinado de crestas de onda y de valles de onda.
De una manera muy especialmente preferida, la anchura de las
herramientas de conformación corresponde sustancialmente al doble
de la longitud de onda. Esta construcción relativamente estrecha de
las herramientas de conformación tiene como consecuencia una
conformación especialmente cuidadosa de la banda de chapa, ya que al
mismo tiempo se conforma solamente una zona muy limitada de la
banda de chapa. Se reducen así las influencias sobre el material de
la banda de chapa por recalcado o dilatación.
Asimismo, se propone que se prevean medios que
garanticen un movimiento de carrera espacialmente decalado de las
herramientas de conformación separadas, siendo posible
preferiblemente una superposición temporal de los movimientos de
carrera de elementos de conformación contiguos. Por un "movimiento
de carrera especialmente decalado" ha de entenderse
especialmente que todas las herramientas de conformación realizan
cuantitativamente el mismo movimiento de carrera, pero que lo
realizan de manera diferente durante el proceso de conformación, de
modo que al menos una pluralidad de herramientas de conformación se
encuentran en estadios diferentes en lo que respecta a su
movimiento de carrera. Con una "superposición temporal del
movimiento de carrera" se quiere dar a entender especialmente
que una pluralidad de herramientas de conformación no se encuentran
al mismo tiempo en sus posiciones extremas, sino que realizan el
movimiento de carrera.
Como medio para este movimiento de carrera se
propone un árbol de levas con levas mutuamente decaladas en la
dirección de rotación. Este árbol de levas puede estar configurado,
por ejemplo, de tal manera que presente una pluralidad de tramos de
leva yuxtapuestos, visto en dirección axial, que estén decalados uno
respecto de otro en la dirección de rotación o bien tengan máximos
de las levas mutuamente decalados en la dirección de rotación.
Usualmente, el número de levas corresponde a la pluralidad de
herramientas de conformación yuxtapuestas independientes que son
puestas en contacto con las levas de modo que éstas realicen su
movimiento de carrera. El movimiento de carrera puede adaptarse
aquí de manera sencilla por medio de la configuración especial de
las levas, de modo que se puede ajustar fácilmente la velocidad o
bien el camino de carrera por medio del perfil de las levas. Para
materializar una superposición temporal de herramientas de
conformación dispuestas contiguas una a otra, las levas
correspondientes se solapan al menos parcialmente en una vista
frontal del árbol de levas en la dirección de rotación.
Según otra ejecución del dispositivo, los medios
comprenden un carro que está dispuesto en forma móvil con relación
a las herramientas de conformación de modo que se genere un
movimiento de carrera por efecto del movimiento relativo y de una
unión adecuada del carro con las herramientas de conformación.
Mientras que en el árbol de levas antes citado se genera el
movimiento relativo por medio de un movimiento de rotación del
árbol de levas, el carro describe un movimiento de traslación o un
movimiento semejante que se realiza especialmente con una guía
adecuada. Esto quiere decir, en otras palabras, que este carro es
puesto sucesivamente en contacto con las herramientas de
conformación independientes de modo que dicho carro ejerza una
fuerza que tenga como consecuencia un movimiento de carrera. Por
ejemplo, se puede materializar esto haciendo que un carro de esta
clase sea conducido por delante del lado opuesto a las superficies
de contacto de las herramientas de conformación, presionando una
superficie de salida las herramientas de conformación hacia la
posición de la banda de chapa. El movimiento de carrera,
especialmente su velocidad y su camino de carrera, puede ser
ajustado por un perfilado adecuado de esta superficie de rodadura.
Además, es posible influir sobre la frecuencia de cadencia de los
pasos de mecanización por medio de la velocidad con la que el carro
se mueve por delante de las herramientas de conformación.
Asimismo, se propone que las herramientas de
conformación independientes estén dispuestas paralelas una a otra.
Esto significa, en otras palabras, que la dirección de guía de la
banda de chapa es también sustancialmente rectilínea. Con esta
disposición de las herramientas de conformación se ofrece
especialmente la generación del movimiento de carrera por medio del
árbol de levas anteriormente descrito.
Como alternativa a esto, se propone también que
las herramientas de conformación estén dispuestas oblicuamente una
respecto de otra, especialmente con un ángulo desde sus superficies
de contacto de al menos 5º. Según la ocupación de espacio necesaria
de las herramientas de conformación o de la zona de trabajo de
dichas herramientas de conformación en la banda de chapa, este
ángulo puede también variar o ser mayor, por ejemplo aproximadamente
10º, 15º, 20º, etc. Es aquí muy especialmente ventajoso que las
herramientas de conformación estén dispuestas en forma de rayos,
estando prevista una rueda perfilada en un centro. Con esta
disposición oblicua de las herramientas de conformación hay que
partir usualmente de la consideración de que las zonas de las
herramientas de conformación que constituyen las superficies de
contacto presentan la distancia mínima de una a otra. La
disposición oblicua de las herramientas de conformación permite una
constitución relativamente compacta del dispositivo. Las
herramientas de conformación, entre las cuales se presenta
preferiblemente siempre el mismo ángulo. pueden cubrir, en último
término, una superficie casi circular; sin embargo, es posible
también que se formen con las herramientas de conformación tan sólo
segmentos circulares parciales, como, por ejemplo un semicírculo o
tres cuadrantes de círculo.
Las herramientas de conformación realizan en
este caso un movimiento de carrera que está dirigido radialmente
hacia dentro, hacia el centro, cuando deba realizarse una
deformación o conformación de la banda de chapa. Como contramolde
está prevista en el centro una rueda perfilada que comprende
sustancialmente la forma negativa de las superficies de contacto de
las herramientas de conformación. Esta rueda perfilada puede
utilizarse al mismo tiempo para el avance de la banda de chapa
estructurada cuando dicha rueda esté unida con una unidad de
accionamiento correspondiente. Sin embargo, durante la formación de
la estructura primaria, es decir, durante el movimiento de carrera
de las herramientas de conformación, no tiene lugar en la dirección
de guía ningún movimiento relativo de la rueda perfilada con
respecto a las herramientas de conformación.
En este contexto, es especialmente ventajoso
también que la rueda perfilada tenga una dirección de giro y que un
carro guiado sobre una trayectoria circular exterior tenga una
dirección de movimiento opuesta. Se materializa así el principio
consistente en que la conformación de la banda de chapa o la
producción de la estructura primaria se propaga siempre desde la
zona ya conformada de la banda de chapa en sentido contrario a la
dirección de guía. Se garantiza así que se pueden arrastrar zonas
lisas de la banda de chapa hacia dentro de los perfiles.
Según otra ejecución del dispositivo, se propone
que estén presentes unos medios para una alimentación y evacuación
continuas de la banda de chapa, los cuales garanticen
preferiblemente un avance de al menos 20 m/min (metro por minuto).
Por una "alimentación y evacuación continuas" se quiere dar a
entender en este contexto especialmente que se presenta un
transporte constante, ininterrumpido y automático de la banda de
chapa, alcanzándose, promediado temporalmente a lo largo de una
hora, un avance de al menos 20 m/min.
Por último, se propone también que los medios
para garantizar el movimiento de carrera de las herramientas de
conformación independientes estén unidos con un accionamiento que
accione al menos otro equipo de las serie de equipos siguientes: un
equipo de alimentación de la banda de chapa; un equipo de perfilado
para generar un estructura secundaria con herramientas perfiladas
que engranan una con otra; un equipo de troquelado para generar
agujeros y/o hendiduras en la banda de chapa; un equipo de
seccionamiento para producir láminas de chapa independientes a
partir de la banda de chapa.
Se garantiza así que los demás pasos del
procedimiento para la conformación de la banda de chapa o todos los
pasos antepuestos del procedimiento estén exactamente coordinados
con el desarrollo del movimiento en el dispositivo conformador.
Sería posible ciertamente también esta igualación de los movimientos
con ayuda de medios auxiliares de proceso electrónico de datos y/o
software, pero, por motivos de seguridad del proceso, se prefiere
aquí un acoplamiento de los distintos grupos de accionamiento a
través de líneas de accionamiento adecuadas.
En lo que sigue se explican la invención y su
entorno técnico con más detalle ayudándose de los dibujos. Cabe
consignar aquí que los dibujos muestran ejemplos de realización
ventajosos especialmente preferidos, pero no limitan la invención.
Muestran:
La figura 1, un primer ejemplo de realización de
un dispositivo según la invención,
La figura 2, una vista de detalle del ejemplo de
realización de la figura 1,
La figura 3, otro ejemplo de realización del
dispositivo según la invención,
La figura 4, un cuerpo de soporte para un
componente de depuración de gases de escape con una lámina de chapa
según el procedimiento conforme a la invención,
La figura 5, un ejemplo de realización de una
capa de chapa estructurada como la que puede fabricarse con un
procedimiento según la invención,
La figura 6, esquemáticamente, el desarrollo de
la fabricación de una banda de chapa estructurada que puede
utilizarse como cuerpo de soporte de catalizador, y
La figura 7, esquemáticamente, la constitución
de una cadena de producción para láminas de chapa estructuradas
según un procedimiento conforme a la invención.
La figura 1 muestra un dispositivo 3 para
producir al menos una estructura primaria 5 en una banda de chapa 1
alimentada con una pluralidad de herramientas de conformación
independientes yuxtapuestas 6 que tienen cada una de ellas una
superficie de contacto 14 que corresponde sustancialmente a un tramo
15 de la estructura primaria 5. Esto se puede apreciar
especialmente por la zona parcial ampliada que se representa en la
figura 2. Las herramientas de conformación 6 pueden ser movidas en
sentido sustancialmente perpendicular a la dirección de guía 4 de
la banda de chapa 1 y en forma al menos parcialmente decalada entre
ellas. El dispositivo 3 presenta medios para generar un movimiento
de carrera 33 de las herramientas de conformación 6, de modo que es
posible una superposición temporal del movimiento de carrera 33 de
herramientas de conformación contiguas 6. Entre estos medios se
cuenta el carro 20, que está dispuesto en forma móvil con relación a
las herramientas de conformación 6 de modo que se genere el
movimiento de carrera 33 por efecto del movimiento relativo y una
unión adecuada del carro 20 con las herramientas de conformación
6.
Las herramientas de conformación 6 están
dispuestas aquí oblicuamente una respecto de otra, en particular en
forma de rayos, presentando estas herramientas un ángulo 21 de al
menos 10º desde sus superficies de contacto 14. Preferiblemente, el
carro 20 es accionado con una velocidad uniforme sobre la
trayectoria circular 25 con una dirección de movimiento 26. Se ha
previsto aquí preferiblemente una zona en la cual el carro 20 no
tiene ningún contacto, durante su movimiento, con una herramienta de
conformación 6, tal como se muestra en el tramo parcial izquierdo
inferior. Este tramo parcial o el espacio de tiempo que necesita el
carro 20 para recorrer este tramo parcial, se utiliza para
materializar un avance respecto de la banda de chapa 1. La rueda
perfilada 23 gira para ello en el centro 22 en la dirección de giro
24. Preferiblemente, la rueda perfilada 23 gira hasta que la
estructura primaria últimamente formada 5 esté posicionada entonces
justamente en una posición próxima a la herramienta de conformación
6 dispuesta la última en la dirección de guía 4. Este proceso de
avance está concluido cuando el carro 20 alcanza justamente esta
herramienta de conformación 6 dispuesta en último lugar y provoca
en ella un movimiento de carrera 33.
La figura 3 muestra esquemáticamente otro
ejemplo de realización de un dispositivo conformador 3 para la
fabricación de bandas de chapa estructuradas 1 con una estructura
primaria 5. Está prevista nuevamente una pluralidad de herramientas
de conformación 6, esta vez dispuestas sustancialmente paralelas una
a otra, las cuales pueden realizar sucesivamente, decaladas una
respecto de otra, un movimiento de carrera 33. Para la generación de
este movimiento de carrera 33 se ha previsto en el lado alejado de
las superficies de contacto 14 de las herramientas de conformación
6 un árbol de levas 17 con levas 19 dispuestas decaladas una
respecto de otra en la dirección de rotación 18. Estas levas 19
presionan las herramientas de conformación 6 hacia arriba en el
ejemplo de realización representado, teniendo nuevamente una
reducción del diámetro de la leva 19 la consecuencia de un descenso
de las herramientas de conformación 6. Como puede apreciarse en la
figura 3, las levas 19 dispuestas contiguas una a otra forman un
declive o una pendiente, entrando las levas 19 en contacto con otras
herramientas 6 en momentos diferentes, según cual sea el ángulo de
rotación del árbol levas 17.
Debido al movimiento de carrera 33, las
herramientas de conformación 6 hincan la banda de chapa 1 en un
contramolde 46 que puede realizar aquí también un movimiento de
carrera 33. En la forma de realización representada las
herramientas de conformación 6 dispuestas a la derecha son las
primeras en comenzar con una conformación de la banda de chapa 1,
provocando progresivamente una conformación las herramientas de
conformación 6 dispuestas más a la izquierda. Por último, cuando la
herramienta de conformación más exterior 6, colocada la más a la
izquierda en la representación, está también al final de su
movimiento de carrera 33, se produce aquí con el contramolde 46 una
avance de la banda de chapa 1, ya que ésta se traslada a lo largo de
las flechas 47. Las herramientas de conformación 6 ya no están
entonces acopladas con la estructura primaria 5 de la banda de
chapa 1 y el contramolde 46 se traslada en parte hacia la derecha en
la representación, se desplaza después hacia arriba y a
continuación se traslada nuevamente hacia la izquierda, con lo que
su perfilado está dispuesto de nuevo directamente enfrente de las
superficies de contacto 14 de las herramientas de conformación 6. Un
tramo liso de la banda de chapa 1 se coloca después nuevamente
entre las herramientas de conformación 6 y el contramolde 46. En
principio, es posible también, como alternativa o en combinación con
la generación del avance con el propio contramolde 46, prever
elementos independientes para ello. Así, por ejemplo, en el
contramolde 46 pueden estar previstos unos elementos de forma de
peine que sirvan como "expulsores" y, por este motivo, puedan
moverse relativamente, de preferencia con respecto al contramolde
46. Por tanto, estos "expulsores" sirven eventualmente también
para el transporte ulterior de la banda de chapa 1, realizando el
pesado contramolde 46 entonces solamente un movimiento de subida y
de bajada. Los elementos de forma de peine pueden utilizarse,
además, para el calibrado o el ajuste fino de la altura de onda
deseada.
En este ejemplo de realización es posible
también que las levas 19 del árbol de levas 17 estén configuradas
de modo que en un momento determinado o durante un espacio de tiempo
determinado ninguna de las levas 19 esté en contacto con las
herramientas de conformación 6 y se utilice exactamente este momento
o espacio de tiempo para el avance de la banda de chapa 1. Esto
tiene la ventaja de que el árbol de levas 17 puede ser accionado
continuamente siempre con una misma velocidad.
La figura 4 muestra esquemáticamente y en
perspectiva un cuerpo de soporte 38 como componente de depuración
de gas de escape para aplicaciones móviles, como, por ejemplo, en
automóviles, motocicletas, cortacéspedes, etc. Las láminas de chapa
2 fabricadas según el procedimiento antes citado o con los
dispositivos anteriormente descritos se apilan o estratifican y se
retuerce o arrollan a continuación de modo que formen una estructura
de nido de abeja 39 con una pluralidad de canales 35 dispuestos
sustancialmente paralelos uno a otro. Esta estructura de nido de
abeja 39 se inserta usualmente en una carcasa correspondiente 37 y
se une con ésta mediante técnicas de ensamble, por ejemplo con un
procedimiento de soldadura. El cuerpo de soporte 38 resultante de
esto puede utilizarse como convertidor catalítico, trampa de
partículas, adsorbedor, mezclador de flujos, etc. Se prefieren aquí
los canales 35, los cuales se extienden de forma sustancialmente
continua desde un lado frontal 40 hasta el opuesto, pudiendo estar
prevista también una unión entre canales contiguos 35.
En el fragmento representado en forma ampliada
se pueden apreciar nuevamente láminas de chapa 2, presentando una
parte de estas láminas de chapa 2 una estructura primaria 5. Además,
las láminas de chapa 2 presentan una estructura secundaria 13 que
queda limitada al menos en parte por un agujero 10. Estos agujeros
10 garantizan que sea posible un intercambio de gas respecto de
canales 35 dispuestos contiguos uno a otro. La estructura primaria
5 de la lámina de chapa 2 garantiza una superficie muy grande 36 del
cuerpo de soporte 38, de modo que se hace posible un contacto
íntimo de gas de escape con un revestimiento 34 dispuesto sobre la
superficie 36. Para provocar una conversión rápida por medio del
revestimiento 34, las láminas de chapa 2 presentan preferiblemente
un espesor 9 que es inferior a 0,1 mm y especialmente inferior a 0,5
mm.
La figura 5 muestra esquemáticamente y en
perspectiva una lámina de chapa 2 con una estructura primaria 5 y
una estructura secundaria 13. La estructura primaria 5 es de
configuración semejante a ondas y presenta crestas de onda 41 y
valles de onda 42. Las crestas de onda 41 y los valles de onda 42
discurren sustancialmente paralelos entre ellos por toda la
longitud 48 de la lámina de chapa 2. Además, la lámina de chapa 2
está provista de una estructura secundaria 13, comprendiendo ésta
una pluralidad de superficies de guía 43 que se extienden hacia
arriba desde los valles de onda 42 y hacia abajo desde las crestas
de onda 41. Cerca de estas superficies de guía 43 están previstos
unos agujeros 10 que desprenden un flujo límite en la dirección de
flujo 44 a lo largo de la lámina de chapa 2 y lo desvían hacia
zonas parciales contiguas.
La figura 6 muestra esquemáticamente una
ejecución del procedimiento para fabricar láminas de chapa 2 o
bandas de chapa 1 dotadas de una estructuración múltiple. El paso
identificado con (A) comprende la producción de varias hendiduras
11 en una zona interior de la banda de chapa sustancialmente plana
1. En la forma de realización representada las hendiduras 11 están
dispuestas en posiciones sustancialmente paralelas a los cantos de
la banda de chapa 1, pero esto no es forzoso. Las hendiduras 11
pueden preverse en cualquier disposición de unas respecto de otras.
Las hendiduras 11 están representadas aquí al menos parcialmente
también con agujeros 10 en las zonas de borde, teniendo los
agujeros 10 la misión de evitar, después de la formación de la
estructura secundaria 13, una propagación de fisuras desde las
zonas de borde de las hendiduras 11.
Durante el paso (B) se conforma por primera vez
la banda de chapa 1, generándose una estructura primaria 5 con una
primera longitud de onda 7. Por consiguiente, la banda de chapa 1
provista ya de agujeros 10 y hendiduras 11 es provista de una
estructura primaria 5, por ejemplo con uno de los dispositivos
conformadores 3 anteriormente citados. La estructura primaria 5
puede reconocerse fácilmente desde el canto, describiendo dos
extremos contiguos del mismo tipo (crestas de onda 41 o valles de
onda 42) la primera longitud de onda 7. Como criterio adicional
para la descripción de la estructura primaria 5 se puede aprovechar
la altura de onda 8, presentándose aquí después del primer paso de
conformación, por ejemplo, una primera altura de onda 8 y siendo en
esta fase inferior a 2 la relación de longitud de onda 7 a altura
de onda 8.
En otro paso de conformación (C) se produce la
estructura secundaria 13 en la banda de chapa 1. La estructura
secundaria 13 representada tiene nuevamente agujeros 10 y
superficies de guía 43 que están orientados en sentidos opuestos.
La estructura secundaria 13 se superpone a la estructura primaria
5.
En el paso de conformación (D) representado se
frunce o conforma la estructura primaria 5 de modo que se genere
una segunda longitud de onda 7 que sea más pequeña que la primera
longitud de onda 7. En la representación puede apreciarse que,
debido a la reducción de la longitud de onda 7, tiene lugar un
agrandamiento correspondiente de la altura de onda 8, es decir que
la primera altura de onda 8 es más pequeña que la segunda altura de
onda 8. Con el procedimiento aquí mostrado se puede reducir aún más
la relación de longitud de onda 7 a altura de onda 8, por ejemplo
hasta valores inferiores a 1,5.
Sin embargo, cabe consignar aquí en principio
que los pasos (B) y (C) del procedimiento se pueden realizar
también en un paso de producción. Esto quiere decir, en otras
palabras, que el dispositivo conformador 3 o las herraientas de
conformación 6 pueden estar configurados de modo que, al contacto
con la banda de chapa 1, se puedan generar al mismo tiempo la
estructura primaria 5 y la estructura secundaria 13.
La figura 7 muestra esquemáticamente la
constitución de una cadena de producción como la que puede
utilizarse para fabricar láminas de chapa estructuradas. Partiendo
del carrete de banda metálica sobre el cual está arrollada la banda
de chapa 1 lisa y no estructurada, se alimenta primero la banda de
chapa 1, por medio de un equipo de alimentación 28, a un equipo de
troquelado 29. Se producen allí, por ejemplo, las aberturas 10 y/o
las hendiduras 11 en la banda metálica 1 (no representado con
detalle). A continuación se conduce adicionalmente la banda de
chapa 1 hasta un equipo de reglaje 32 que comprueba exactamente el
avance de la banda de chapa 1, por ejemplo por captación de los
troquelados o de los agujeros 10 y las hendiduras 11. Seguidamente,
se alimenta la banda de chapa 1 al dispositivo conformador 3,
estando dispuestas nuevamente en forma de rayos las herramientas de
conformación 6 en la forma de realización representada. Después de
abandonar el dispositivo conformador 3, se alimenta entonces la
banda de chapa estructurada 1 a un equipo de perfilado 31 que tiene
dos herramientas perfiladas 12 que engranan una con otra. Al pasar
la banda de chapa 1 a través de las herramientas perfiladas 12 se
forma la estructura secundaria 13 (no representado). Por último, se
alimenta todavía la banda de chapa 1 terminada de configurar a un
equipo de seccionamiento 30, cortándose la banda de chapa 1 en
láminas de chapa 2 con una longitud o anchura prefijada.
Como puede deducirse también de la figura 7, el
dispositivo conformador 3 presenta un accionamiento 27 que sirve
para accionar las herramientas de conformación 6, estando este
disponible al mismo tiempo como accionamiento para al menos el
equipo de troquelado 29, el equipo de perfilado 31 y/o el equipo de
seccionamiento 30.
El procedimiento aquí descrito y los
dispositivos aquí citados para fabricar bandas de chapa
estructuradas son especialmente baratos y seguros en su proceso. Se
evitan casi por completo deformaciones no deseadas de la banda de
chapa, las cuales son poco deseables precisamente en lo que respecta
a su utilización en instalaciones de gas de escape de motores de
combustión interna móviles. Además, se pueden materializar tiempos
de cadencia extremadamente altos y, por tanto, un rendimiento
especialmente alto de láminas de chapa.
- 1
- Banda de chapa
- 2
- Lámina de chapa
- 3
- Dispositivo
- 4
- Dirección de guía
- 5
- Estructura primaria
- 6
- Herramienta de conformación
- 7
- Longitud de onda
- 8
- Altura de onda
- 9
- Espesor
- 10
- Agujero
- 11
- Hendidura
- 12
- Herramienta perfilada
- 13
- Estructura secundaria
- 14
- Superficie de contacto
- 15
- Tramo
- 16
- Anchura
- 17
- Árbol de levas
- 18
- Dirección de rotación
- 19
- Leva
- 20
- Carro
- 21
- Angulo
- 22
- Centro
- 23
- Rueda perfilada
- 24
- Dirección de giro
- 25
- Trayectoria circular
- 26
- Dirección de movimiento
- 27
- Accionamiento
- 28
- Equipo de alimentación
- 29
- Equipo de troquelado
- 30
- Equipo de seccionamiento
- 31
- Equipo de perfilado
- 32
- Equipo de reglaje
- 33
- Movimiento de carrera
- 34
- Revestimiento
- 35
- Canal
- 36
- Superficie
- 37
- Carcasa
- 38
- Cuerpo de soporte
- 39
- Estructura de nido de abeja
- 40
- Lado frontal
- 41
- Cresta de onda
- 42
- Valle de onda
- 43
- Superficie de guía
- 44
- Dirección de flujo
- 45
- Flanco
- 46
- Contramolde
- 47
- Flecha
- 48
- Longitud
Claims (17)
1. Procedimiento para fabricar una banda de
chapa estructurada (1), que comprende al menos los pasos
siguientes:
- alimentación de una banda de chapa lisa (1)
hacia un dispositivo conformador (3) a lo largo de una dirección de
guía (4);
- producción de una estructura primaria (5) en
la banda de chapa lisa (1) con el dispositivo conformador (3),
actuando una pluralidad de herramientas de conformación
independiente (6) sobre la banda de chapa (1) en sentido
sustancialmente perpendicular a la dirección de guía (4) e hincando
esta banda en un contramolde (46);
- generación de un avance de la banda de chapa
(1) en la dirección de guía (4) con el contramolde, efectuándose el
avance de la banda de chapa (1) cuando las herramientas de
conformación (6) no están acopladas con dicha banda de chapa
(1).
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el que, después de la producción de la estructura primaria (5), se
secciona la banda de chapa estructurada (1), con lo que se obtienen
láminas de chapa (2).
3. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 ó 2, en el que se genera una banda de chapa
estructurada (1) con una estructura primaria (5) que se
caracteriza por una longitud de onda (7) y una altura de onda
(8), siendo la relación de la longitud de onda (7) a la altura de
onda (8) inferior a 2 y especialmente inferior a 1,5.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, en el que la banda de chapa (1) o la lámina
de chapa (2) es de un material resistente a altas temperaturas y
estable frente a la corrosión, que contiene preferiblemente cromo
y/o aluminio, y/o es de un material a base de níquel, y tiene un
espesor (9) que es inferior a 0,11 mm, especialmente inferior a
0,06 mm y preferiblemente incluso inferior a 0,03 mm.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que, antes de la introducción de la
banda de chapa (1) en el dispositivo conformador (3) se producen
agujeros (10) y/o hendiduras (11) en dicha banda de chapa (1),
especialmente con el procedimiento de fabricación por
troquelado.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 5, en el que, después de la producción de la
estructura primaria (5), la banda de chapa (1) es provista de una
estructura secundaria (13) por medio de herramientas perfiladas
(12) que engranan una con otra, limitando esta estructura secundaria
preferiblemente, al menos en parte, unos agujeros (10) y/o
hendiduras (11) formados en la banda de chapa (1).
7. Dispositivo (3) para producir al menos una
estructura primaria (5) en una banda de chapa alimentada (1) con
una pluralidad de herramientas de conformación independientes
yuxtapuestas (6) que tienen cada una de ellas una superficie de
contacto (14) que corresponde sustancialmente a un tramo (15) de la
estructura primaria (5), pudiendo ser movidas las herramientas de
conformación (6) en sentido sustancialmente perpendicular a la
dirección de guía (4) de la banda de chapa (1) y en forma al menos
parcialmente decalada entre ellas, caracterizado porque se
puede posicionar en el lado de la banda de chapa (1) opuesto a las
herramientas de conformación (6) un contramolde que genera un
avance de la banda de chapa (1) en la dirección de guía (4),
efectuándose el avance de la banda de chapa (1) cuando las
herramientas de conformación (6) no están acopladas con dicha banda
de chapa (1).
8. Dispositivo (3) según la reivindicación 7, en
el que la estructura primaria (5) tiene una longitud de onda (7) y
una altura de onda (8), y la relación de la longitud de onda (7) a
la altura de onda (8) es preferiblemente inferior a 2,
caracterizado porque las herramientas de conformación (6)
tienen una anchura (16) que es inferior a diez veces la longitud de
onda (7) y en particular inferior a cinco veces dicha longitud de
onda (7).
9. Dispositivo (3) según la reivindicación 7 u
8, caracterizado porque están previstos unos medios que
garantizan un movimiento de carrera espacialmente decalado de las
herramientas de conformación independientes (6), siendo posible
preferiblemente una superposición temporal de los movimientos de
carrera de herramientas de conformación contiguas (6).
10. Dispositivo (3) según la reivindicación 9,
caracterizado porque los medios comprenden un árbol de levas
(17) con levas (19) decaladas una respecto de otra en la dirección
de rotación (18).
11. Dispositivo (3) según la reivindicación 9 ó
10, caracterizado porque los medios comprenden un carro (20)
que está dispuesto en forma móvil con relación a las herramientas de
conformación (6) de modo que se genere un movimiento de carrera por
efecto del movimiento relativo y de una unión adecuada del carro
(20) con las herramientas de conformación (6).
12. Dispositivo (3) según una de las
reivindicaciones 7 a 11, caracterizado porque las
herramientas de conformación (6) están dispuestas en posiciones
paralelas una a otra.
\newpage
13. Dispositivo (3) según una de las
reivindicaciones 7 a 11, caracterizado porque las
herramientas de conformación (6) están dispuestas oblicuamente una
respecto de otra, en particular con un ángulo (21) de al menos 5º
desde sus superficies de contacto (14).
14. Dispositivo (3) según la reivindicación 13,
caracterizado porque las herramientas de conformación (6)
están dispuestas en forma de rayos, estando prevista una rueda
perfilada (23) en un centro (22).
15. Dispositivo (3) según la reivindicación 14,
caracterizado porque la rueda perfilada (23) tiene una
dirección de giro (24) y un carro (20) guiado sobre una trayectoria
circular exterior (25) tiene una dirección de movimiento opuesta
(26).
16. Dispositivo (3) según una de las
reivindicaciones 7 a 15, caracterizado porque están presentes
unos medios para una alimentación y evacuación continuas de la
banda de chapa (1), los cuales garantizan preferiblemente un avance
de al menos 20 m/min.
17. Dispositivo (3) según una de las
reivindicaciones 7 a 16, caracterizado porque los medios para
garantizar el movimiento de carrera de las herramientas de
conformación independientes (6) están unidos con un accionamiento
(27) que acciona todavía al menos otro equipo tomado de la serie de
equipos siguientes:
- un equipo de alimentación (28) de la banda de
chapa (1),
- un equipo de perfilado (31) para generar una
estructura secundaria (13) con herramientas perfiladas (12) que
engranan una con otra,
- un equipo de troquelado (29) para generar
agujeros (10) y/o hendiduras (11) en la banda de chapa (1),
- un equipo de seccionamiento (30) para generar
láminas de chapa independientes (2) a partir de la banda de chapa
(1).
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