ES2315754T3 - Procedimiento y dispositivo para la fabricacion de perfiles con seccion transversal variable en la direccion longitudinal. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la fabricación de perfiles con sección transversal variable en la dirección longitudinal, a partir de la preparación de una pletina, caracterizado por las etapas: transformación de la pletina a través de embutición profunda, de tal manera que a través de la embutición profunda se obtiene un perfil abierto en un lado con sección transversal variable en la dirección longitudinal y con dos pestañas que se distancian desde el perfil abierto en un lado; corte de las pestañas que se distancian desde el perfil abierto en un lado.
Description
Procedimiento y dispositivo para la fabricación
de perfiles con sección transversal variable en la dirección
longitudinal.
La invención se refiere a un procedimiento para
la fabricación de perfiles con sección transversal variable en la
dirección longitudinal de acuerdo con el preámbulo de la
reivindicación 1. Se conoce a partir del documento DE 196 04 368 C2
un procedimiento para la fabricación de un tubo con secciones de
diferente configuración de la sección transversal, en el que se
fabrica una pletina en forma del desarrollo del tubo posterior con
una zona de base rectangular y secciones que se conectan en ella de
anchura diferente, y se dobla redonda la zona de base bajo la
configuración de zonas que se solapan en las secciones restantes, en
el que a continuación se ensanchan las secciones restantes para
estirar las zonas que se solapan. A continuación se puede soldar el
tubo a lo largo de una costura.
La invención se refiere igualmente a un
dispositivo para la fabricación de tales perfiles de acuerdo con el
preámbulo de la reivindicación 13.
Se conoce a partir del documento DE 196 04 357
A1 un procedimiento para la fabricación de tubos con secciones
longitudinales de diferente espesor de pared, en el que una chapa
laminada con diferente espesor de pared en la dirección
longitudinal en transformada en dos operaciones de flexión en un
tubo con sección transversal esencialmente uniforme en la dirección
longitudinal.
Se conoce a partir del documento EP 0 133 705 B1
otro procedimiento para la fabricación de tubos con diferente
espesor de pared en la dirección longitudinal, en el que de la misma
manera se dobla redonda una chapa de partida con espesor variable
sobre la longitud en varias operaciones de flexión, en el que el
tubo resultante debe tener un diámetro interior constante.
Se conoce a partir del documento
JP59-179228 A fabricar por medio de parejas de
cilindros de moldeo, que llevan diferentes secciones excéntricas a
lo largo de sus ejes, que se complementan por parejas, perfiles con
sección transversal abierta libre de receso, variable sobre la
longitud. Los flancos laterales de estos perfiles están
necesariamente perpendiculares sobre un plano que contiene el fondo
de estos perfiles.
Se conoce a partir del documento US 4 971 239 A
moldear a partir de un corte de chapa de forma trapezoidal en
primer lugar en un primer proceso de flexión un perfil en U de
anchura constante con profundidad variable constante sobre la
longitud y fabricar a continuación en un segundo proceso de flexión
a partir del perfil en U un tubo ovalado con flancos paralelos y
con altura variable constante sobre la longitud, que se suelda a
continuación en la dirección longitudinal.
La presente invención, partiendo de ello, tiene
el cometido de preparar un procedimiento favorable nuevo para la
fabricación de perfiles con sección transversal variable sobre la
longitud.
La solución consiste en un procedimiento que, a
partir de la preparación de una placa, se caracteriza por las
etapas:
transformación de la pletina a través de
embutición profunda, de tal manera que a través de la embutición
profunda se obtiene un perfil abierto en un lado con sección
transversal variable en la dirección longitudinal y con dos
pestañas que se distancian desde el perfil abierto en un lado;
corte de las pestañas que se distancias desde el
perfil abierto en un lado.
El dispositivo de acuerdo con la invención se
define en la reivindicación 13. Una instalación para la fabricación
de perfiles cerrados se define en la reivindicación 14.
De acuerdo con el procedimiento con las etapas
de acuerdo con la invención mencionadas anteriormente, en un
troquel de embutición profunda se obtiene un perfil abierto con
sección transversal diferente sobre la longitud y con pestañas que
se distancian desde el perfil abierto en un lado, que están cortadas
con preferencia rectas.
Para la embutición profunda, se empotra la
pletina a lo largo de dos zonas laterales paralelas en un útil de
embutición profunda, que comprende dos paredes paralelas y dos
dispositivos de retención que tensan la pletina. Una estampa
insertable entre las paredes tiene una sección transversal variable
sobre la longitud, que durante la embutición profunda genera la
sección transversal correspondiente del perfil a formar. Entre las
paredes y los dispositivos de retención permanecen pestañas que se
distancian desde el perfil abierto, que se deforman a través de la
fluencia del material durante la embutición profunda. Es necesario
que se corten a continuación las pestañas que se distancian desde
el perfil para eliminar, durante la embutición profunda, las
irregularidades que se producen de forma inevitable en las pestañas.
En este caso está previsto especialmente que las pestañas sean
cortadas rectas en paralelo a la dirección longitudinal, para formar
partes integrales del perfil. Un perfil de este tipo se puede
aplicar, por ejemplo, para el refuerzo de una chapa plana con
pestañas en esta chapa y se puede conectar con ésta. La sección
transversal del perfil, diferente sobre la longitud, puede conducir
en este caso a rigideces de forma variables de forma selectiva de la
chapa reforzada. De una manera alternativa, las pestañas son
retiradas totalmente durante el corte, de manera que solamente
permanece una zona de perfil abierto.
Después de una etapa siguiente, está previsto
que el perfil abierto en un lado sea transformado, después del
corte de las pestañas, aproximadamente paralelo a la dirección
longitudinal en un troquel de flexión, para modificar la sección
transversal del perfil abierto. También en este caso se obtiene un
perfil con forma de la sección transversal variable sobre la
longitud. La forma definitiva del perfil se puede obtener, según el
caso de aplicación, a partir de la resistencia requerida del
producto o a partir de las relaciones espaciales disponibles.
De acuerdo con una forma de realización especial
del procedimiento, puede estar previsto que el perfil sea cortado
recto en paralelo a la dirección longitudinal y sea transformado en
un troquel de flexión hasta que los cantos longitudinales se unen a
tope entre sí, para formar un perfil cerrado en la sección
transversal con una línea de costura recta. Esta línea de costura
se suelda, en general, a continuación. El desarrollo puramente
lineal de la línea de costura simplifica la realización de la
soldadura, puesto que el foco de soldadura se puede mantener
inalterado con respecto a dos coordenadas durante el proceso de
soldadura.
De acuerdo con una forma de realización
alternativa a ella, está previsto que el perfil sea cortado en la
dirección longitudinal con diferente anchura y sea transformado en
un troquel de flexión, hasta que los cantos longitudinales se unen
a tope entre sí, para formare un perfil cerrado en la sección
transversal con una línea de costura que se extiende
tridimensional. En este caso, se puede transformar el perfil abierto
en un lado, fabricado en el troquel de embutición profunda, por
medio de la forma predeterminada por el troquel de flexión para
obtener un perfil simétrico, de manera que se obtiene un cuerpo de
perfil simétrico al menos con respecto a un plano medio
longitudinal, con preferencia un cuerpo de perfil simétrico axial.
Éste se suelda a continuación a lo largo de su línea de costura
espacial. La línea de costura se extiende en este caso, sin embargo,
en el espacio de tal forma que durante la soldadura, el foco de
soldadura debe variarse al menos a lo largo de dos coordenadas,
estando dispuestas estas coordenadas con preferencia en un plano
radial a través del eje longitudinal.
Además de la resistencia variable del perfil,
ajustada de una manera selectiva a través de la conformación, se
puede ejercer una influencia adicional sobre la resistencia a la
flexión o a la torsión del perfil porque se utiliza una pletina con
espesor variable en la dirección longitudinal o una pletina con
espesor variable perpendicularmente a la dirección longitudinal
como material de partida. Como pletinas se utilizan en este caso
los llamados Taylor Rolled Blanks, que se pueden cortar, por
ejemplo, a partir de material de banda, que se fabrica de acuerdo
con la llamada laminación flexible. Los perfiles fabricados de
acuerdo con la invención, que se pueden empleare como piezas de
soporte en la construcción de automóviles, se pueden adaptar de esta
forma de una manera especialmente favorable a los
requerimien-
tos generales de resistencia en el vehículo y especialmente a los requerimientos de resistencia para el caso de choque.
tos generales de resistencia en el vehículo y especialmente a los requerimientos de resistencia para el caso de choque.
El perfil cerrado con sección transversal
variable sobre la longitud se puede modificar después de la
soldadura de la costura longitudinal en otras etapas de
procesamiento por secciones en la sección transversal a través de
fuerzas externas y/o por secciones en la sección transversal a
través de fuerzas internas, especialmente a través de presión
interior hidráulica. De esta manera, son posibles adaptaciones al
caso de aplicación presente.
Un ejemplo de realización preferido del
procedimiento de acuerdo con la invención así como un dispositivo
adecuado para la realización del procedimiento se representan en los
dibujos y se describen a continuación.
La figura 1 muestra un troquel de embutición
profunda de acuerdo con la invención en representación 3D.
La figura 2 muestra una pletina después de la
etapa de embutición profunda.
La figura 3 muestra la pletina según la figura 2
después de la etapa del corte de las pestañas.
La figura 4 muestra un troquel de flexión
complementario en representación 3D.
La figura 5 muestra la pletina según la figura 5
después de la flexión redonda para formar el perfil cerrado.
En la figura 1 se muestra un útil de embutición
profunda (primer troquel) 11, que está constituido por un troquel,
que comprende dos paredes 12, 13 representadas a través de su
superficie, entre las cuales está formado n intersticio 14
longitudinal más profundo, así como con una estampa 15 esencialmente
alargada, que es desplazable con extensión longitudinal horizontal
verticalmente en el interior del intersticio 14. La extensión
longitudinal del intersticio 14 y la extensión longitudinal de la
estampa 15 predetermina en la descripción siguiente la dirección
longitudinal de la pieza de trabajo. Las paredes 12, 13 tienen
proyecciones 17, 18 que se proyectan en el intersticio 14, a las
que corresponden flancos laterales contraídos en la estampa 15.
Además, la estampa 15 tiene una contracción 19 sobre el lado
inferior. El intersticio 14 está abierto hacia abajo y no está
adaptado a la forma de la estampa 15. Sobre el lado superior de las
paredes 12, 13 están configurados listones de estiramiento 22, 23.
Por encima de las paredes 12, 13 se muestran dispositivos de
retención 20, 21, que tienen en el lado inferior unas escotaduras
32, 33, que corresponden de forma complementaria a los listones de
estiramiento 22, 23. Sobre una pletina colocada sobre las paredes
12, 13 se bajan los dispositivos de retención 20, 21 antes de la
presión hacia debajo de la estampa 15, de manera que la colaboración
de los listones de estiramiento 22, 23 y de las escotaduras 32, 33
eleva la resistencia de entrada de la pletina a impide una formación
de pliegues. Esto conduce a una estabilidad de medida mejorada.
En la figura 2 se muestra un perfil 31 abierto
en un lado después de la embutición profunda de acuerdo con la
invención, dado el caso después de una única etapa de embutición
profunda con un útil de acuerdo con la figura 1. El perfil 31 tiene
en este caso una zona perfilada 34 esencialmente en forma de U con
sección transversal variable sobre la longitud así como dos
pestañas 35, 36 que se distancian desde allí aproximadamente en
ángulo recto. De acuerdo con las proyecciones 17, 18 del útil
inferior, el perfil tiene cercos 37, 38 retraídos lateralmente así
como de una manera correspondiente a la retracción 19 de la estampa
15 tiene una sección de perfil 39 con profundidad reducida. Durante
la bajada del útil superior 53 sobre el útil inferior 52, ambos
forman entre sí una cavidad en forma de tubo, en la que se
transforma el perfil abierto en un lado según la figura 3 en el
perfil con sección transversal cerrada a través de la operación de
flexión.
En la figura 5 se muestra la pletina
transformada en el perfil cerrado 41, que había sido insertada en el
troquel de flexión 52 adaptado al perfil abierto 31 y que fue
transformada con el útil superior libremente o a través de un
mandril insertado en un perfil cerrado, de manera que se ha formado
sobre el lado superior un intersticio 40, que tiene en la forma de
realización mostrada aquí un desarrollo totalmente recto. En el
caso de un tipo de corte diferente de las pestañas y en el caso de
una forma diferente del útil superior, se puede formar, sin
embargo, también un intersticio con un desarrollo tridimensional,
especialmente para formar un perfil simétrico axial con diámetro
variable sobre la longitud. A lo largo del intersticio 40 se puede
soldar finalmente el perfil cerrado 41.
En el perfil cerrado se pueden reconocer el
intersticio 40, los ceros 37, 38 retraídos y la sección de
profundidad reducida 39, con lo que se forma un perfil con una
sección final 42 mayor, un cono de transición 43 y una sección
final 45 más pequeña.
Se comprende fácilmente que se pueden fabricar
de la misma manera perfiles cerrados, cuya sección transversal se
incrementa o se reduce varias veces sobre la longitud, especialmente
también de forma alterna. En este caso, se puede representar sin
problemas una simetría longitudinal como es necesaria en muchos
casos, por ejemplo para traviesas en la construcción de
vehículos.
- 11
- Troquel de embutición profunda
- 12
- Pared
- 13
- Pared
- 14
- Intersticio
- 15
- Estampa
16
- 17
- Proyección
- 18
- Proyección
- 19
- Retracción
- 20
- Dispositivo de retención
- 21
- Dispositivo de retención
- 22
- Listón
- 23
- Listón
- 31
- Pletina
- 32
- Escotadura
- 33
- Escotadura
- 34
- Perfil en U
- 35
- Pestaña
- 36
- Pestaña
- 37
- Cerco
- 38
- Cerco
- 39
- Reducción del perfil
- 40
- Intersticio
- 41
- Tubo
- 42
- Sección de tubo (grande)
- 43
- Sección cónica
- 44
- Sección cónica
- 45
- Sección de tubo (pequeña)
- 51
- Troquel de flexión
- 52
- Parte inferior del útil
- 53
- Parte superior del útil
- 54
- Cavidad
- 55
- Cavidad
- 56
- Nervadura
Claims (14)
1. Procedimiento para la fabricación de perfiles
con sección transversal variable en la dirección longitudinal, a
partir de la preparación de una pletina, caracterizado por
las etapas:
transformación de la pletina a través de
embutición profunda, de tal manera que a través de la embutición
profunda se obtiene un perfil abierto en un lado con sección
transversal variable en la dirección longitudinal y con dos
pestañas que se distancian desde el perfil abierto en un lado;
corte de las pestañas que se distancian desde el
perfil abierto en un lado.
2. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque a través de la
embutición profunda se forma una zona perfilada esencialmente en
forma de U con pestañas que se distancian aproximadamente en ángulo
recto.
3. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque las pestañas son
retiradas totalmente durante el corte.
4. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el perfil
abierto en un lado se modifica a continuación en la sección
transversal mediante operaciones de flexión.
5. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 4, caracterizado porque el perfil es
transformado en un perfil cerrado con cantos longitudinales que se
unen a tope.
6. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 5, caracterizado porque el perfil es
transformado de tal manera que los cantos longitudinales se unen a
tope en una línea de costura recta.
7. Procedimiento de acuerdo con la
reivindicación 5, caracterizado porque el perfil es
transformado de tal manera que los cantos longitudinales se unen a
tope en una línea de costura que se extiende tridimensional.
8. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones 6 ó 7, caracterizado porque el perfil se
cierra en la sección transversal a través de soldadura a lo largo
de la línea de costura.
9. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque se utiliza una
pletina (31) con espesor variable en la dirección longitudinal del
perfil a formar.
10. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque se utiliza una
pletina (31) con espesor variable perpendicularmente a la dirección
longitudinal del perfil a formar.
11. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones 5 a 10, caracterizado porque el perfil
cerrado se transforma a través de fuerzas externas al menos por
secciones en la sección transversal.
12. Procedimiento de acuerdo con una de las
reivindicaciones 5 a 10, caracterizado porque el perfil
cerrado se transforma a través de presión interior al menos por
secciones en la sección transversal.
13. Dispositivo para la fabricación de perfiles
con sección transversal variable en la dirección longitudinal,
caracterizado por un troquel de embutición profunda (11) con
dos paredes (12, 13) y dos dispositivos de retención (20, 21),
entre los cuales se forma un intersticio (14) longitudinal más
profundo, así como con una estampa (15) desplazable en el
intersticio con sección transversal variable en la dirección
longitudinal.
14. Instalación para la fabricación de perfiles
cerrados con sección transversal variable en la dirección
longitudinal, que comprende un dispositivo de acuerdo con la
reivindicación 13 y un segundo dispositivo, que presenta un troquel
(51), con un útil inferior (52) de una pieza con una cavidad (54) en
forma de canal con sección transversal variable en la dirección
longitudinal y con un útil superior (53) con una cavidad (55) en
forma de canal con sección transversal variable en la dirección
longitudinal.
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