ES2345298T3 - Procedimiento y dispositivo para la embuticion profunda de piezas en bruto, hechas de material de chapa, con el fin de obtener piezas moldeadas sin brida. - Google Patents

Abstract

Herramienta de embutición para la embutición profunda de piezas en bruto, que se troquelan a partir de material de chapa pintado o recubierto de una película, con el fin de obtener piezas moldeadas sin brida, con una campana de embutición, un núcleo de embutición, un dispositivo pisador y un resorte neumático que aplica una fuerza elástica sobre el dispositivo pisador, caracterizada porque el resorte neumático está formado mediante un volumen de gas en una cámara (30) que está cerrada de manera hermética con un pistón (28) que está en contacto, por su parte, con el dispositivo pisador (22) mediante elementos (24) de transmisión de fuerza y porque a la cámara (30) está asignada una válvula (38) de purga que se acciona cuando el pistón (28) ha llegado a una posición inferior predefinida, mediante lo que la cámara (30) se purga bruscamente.

Description

Procedimiento y dispositivo para la embutición profunda de piezas en bruto, hechas de material de chapa, con el fin de obtener piezas moldeadas sin brida.

La invención se refiere a una herramienta de embutición para la embutición profunda de piezas en bruto, hechas de material de chapa y recubiertas de pintura o de una película, con el fin de obtener piezas moldeadas sin brida según la reivindicación 1.

Las tapas de los envases se fabrican usualmente al someterse las piezas en bruto, que se troquelan a partir de planchas de chapa, a una embutición profunda con una herramienta de embutición profunda, mediante lo que se crean piezas moldeadas aproximadamente en forma de copa con una sección de cubierta y una sección de borde. En este caso se produce naturalmente un recalcado del material en la zona del borde debido a la reducción del diámetro. Como el material usado, en especial acero o aluminio, tiene una textura predefinida, en este tipo de procedimiento de embutición profunda se configuran resaltos más pequeños en el borde libre. Se configuran las llamadas orejas (earing).

En las tapas de los envases, que contienen un material sensible o un material que facilita la corrosión, es conocido pintar el lado interior de este tipo de tapas o proveerlo de otro revestimiento, por ejemplo, una película. El revestimiento ya se realiza en el material de chapa, es decir, en la banda de chapa o en las planchas de chapa que se van a troquelar. En este caso, en el borde cilíndrico o sin brida de la tapa embutida a profundidad se configuran hilachas finas o elementos de forma similar a pelos que se consideran extremadamente desventajosos, por una parte, porque este tipo de "hilachas" ensucia rápidamente en gran medida la herramienta y, por la otra parte, porque contamina el contenido de un envase al usarse posteriormente la tapa.

Una herramienta típica de embutición para la embutición profunda de piezas planas en bruto con el fin de conformar tapas prevé una campana de embutición y un núcleo de embutición, alrededor del que la campana de embutición crea la pieza moldeada en forma de copa. Debido a la reducción del diámetro, ya descrita, se pueden configurar pliegues en el borde. Por consiguiente, una herramienta de embutición profunda de este tipo prevé un llamado dispositivo pisador que se apoya mediante la fuerza elástica en la zona del borde. El lado interior de la zona del borde está en contacto aquí con el dispositivo pisador y, por tanto, con la capa de pintura o lámina. En el mundo de la técnica se supuso que la rotura del material, inevitable en especial en el caso de chapas más duras, al finalizar el proceso de troquelado era la causa de la capa que se deshilacha.

Del documento EP0595417B1 se conoce un dispositivo de resorte para un dispositivo pisador de una herramienta de embutición, con el que se reduce la fuerza ejercida por el dispositivo pisador sobre la brida de la pieza moldeada al avanzar el proceso de embutición profunda. Como ya es conocido, la presión superficial entre el dispositivo pisador y la pieza moldeada aumenta con el proceso creciente de deformación, sin variar la fuerza en el dispositivo pisador, porque la superficie de la zona del borde de la pieza moldeada, que interactúa con el dispositivo pisador, se va reduciendo de manera creciente. Mediante la reducción sucesiva de la fuerza en el dispositivo pisador se debe mantener en el caso conocido aproximadamente la misma presión superficial.

Del documento US-A-5-5433099 se conoce un procedimiento para la embutición profunda de piezas en bruto que se troquelan a partir del material de chapa pintado o recubierto de una película, por ejemplo, acero o aluminio, en el que las piezas en bruto se deforman mediante una campana de embutición de una herramienta de embutición alrededor de un núcleo de embutición con el fin de obtener un elemento en forma de copa con un borde cilíndrico sin brida y durante la conformación del borde de las piezas en bruto se aplica una fuerza elástica predefinida con ayuda de un dispositivo pisador sobre el lado del borde opuesto a la campana de embutición. Poco antes de finalizar el proceso de embutición, la fuerza elástica en el dispositivo pisador se reduce esencialmente a cero de manera espontánea.

Del documento EP-A-0595417 se conoce una herramienta de embutición para la embutición profunda de piezas en bruto con una campana de embutición, un núcleo de embutición, un dispositivo pisador o un resorte neumático que aplica una fuerza elástica sobre el dispositivo pisador.

La invención tiene el objetivo de crear un dispositivo para la embutición profunda de piezas planas en bruto con el fin de obtener piezas moldeadas en forma de copa y sin brida, troquelándose las piezas en bruto a partir de material de chapa pintado o recubierto de una película, que evite la formación de pelos de pintura y fenómenos similares.

Este objetivo se consigue mediante las características de la reivindicación 1.

En el caso del dispositivo según la invención, la fuerza elástica en el dispositivo pisador se reduce esencialmente a cero, de manera espontánea, poco antes de finalizar el proceso de embutición.

Se ha demostrado que la formación de pelos de pintura en las piezas moldeadas sin brida desaparece cuando poco antes de finalizar el proceso de embutición se elimina la fuerza en el dispositivo pisador, es decir, el borde o el canto de la sección del borde está en contacto con el dispositivo pisador esencialmente sin presión. El término sin brida significa en este caso que el borde de la pieza moldeada no presenta una brida en el canto libre, es decir, el borde es cilíndrico.

El dispositivo según la invención se basa en el conocimiento de que durante el troquelado de las piezas en bruto a partir del material de chapa, la pintura o la película se separa del material de base. El troquelado de las piezas en bruto tiene lugar con antelación o de manera simultánea a la embutición profunda al realizar la campana de embutición profunda el proceso de troquelado. En el caso de una embutición profunda convencional, el dispositivo pisador entra en contacto con esta zona separada del borde del recubrimiento y no provoca un "efecto de trituración" en el momento, en el que la chapa, que se va a embutir, abandona el dispositivo pisador. Esto provoca una destrucción más o menos grande de esta zona separada del borde, lo que origina la formación de los pelos de pintura, ya mencionados varias veces.

Para el dispositivo según la invención es determinante que la fuerza elástica en el dispositivo pisador se lleve en gran parte a cero y, a saber, en un período muy corto de tiempo, por ejemplo, en milisegundos. El momento, en el que se elimina la fuerza elástica en el dispositivo pisador, se predefine mediante la posición del dispositivo pisador o de la campana de embutición. Se entiende que esta posición depende de la geometría de la pieza moldeada que se va a fabricar.

Como se indicó arriba, es conocido proporcionar la fuerza elástica en el dispositivo pisador mediante una fuerza neumática, por ejemplo, mediante un cojín de gas que se cierra con un pistón que está en contacto, por su parte, con el dispositivo pisador mediante elementos adecuados de transmisión de fuerza. En una realización de este tipo, el cojín de gas se purga a la atmósfera cuando se debe eliminar la fuerza elástica.

Después de purgarse el cojín de gas, el espacio, que ocupa el cojín de gas, se vuelve a llenar de gas a fin de proporcionar la fuerza elástica para el próximo proceso de embutición.

En el caso del dispositivo conocido, la fuerza elástica se reduce sucesivamente durante el proceso de embutición para obtener una presión superficial casi constante entre el dispositivo pisador y el borde de la pieza moldeada. En la invención se pudo comprobar que una reducción de la fuerza elástica durante el proceso de embutición no trae ventajas. En la invención, por el contrario, se deja aumentar linealmente la fuerza elástica durante el proceso de embutición hasta la eliminación espontánea. Esto sucede automáticamente si el volumen de un cojín de gas se reduce de manera continua durante el proceso de embutición. De este modo aumentan las presiones superficiales durante el proceso de embutición, lo que compensa parcialmente el fenómeno de que con la deformación creciente de la zona del borde, ésta se vuelve más gruesa y se necesita, por tanto, una fuerza elástica mayor para contrarrestar la formación de pliegues.

En la herramienta de embutición según la invención, el resorte neumático se forma mediante un volumen de gas en una cámara que está cerrada con un pistón. El pistón actúa, por su parte, mediante elementos de transmisión de fuerza sobre el dispositivo pisador y a la cámara está asignada una válvula de purga que se acciona cuando el pistón ha llegado a una posición inferior predefinida, mediante lo que la cámara se purga bruscamente. Según una configuración de la invención, para el accionamiento de la válvula puede estar asignado a la válvula de purga un vástago o una palanca que está dispuesto en la cámara y puede ser accionado por el pistón.

Como después de purgarse la cámara se ha de generar una nueva presión por aireación, según una configuración de la invención está prevista una fuente de presión que se puede unir con la cámara mediante una válvula de aireación. Un dispositivo de control acciona la válvula de aireación después de finalizar el proceso de embutición. De este modo, el pistón y el dispositivo pisador se llevan automáticamente a una posición superior y están listos para el próximo proceso de embutición.

Un ejemplo de realización de la invención se explica detalladamente a continuación por medio de los dibujos.

Muestran:

Fig. 1 esquemáticamente un corte a través de una pieza en bruto para la fabricación de una pieza moldeada cilíndrica,

Fig. 2 esquemáticamente una herramienta de embutición durante un proceso de embutición con una pieza en bruto según la figura 1,

Fig. 3 esquemáticamente un dispositivo de resorte para el dispositivo pisador de la herramienta de embutición según la figura 2 y

Fig. 4 dos líneas características de elasticidad de un dispositivo de resorte para un dispositivo pisador de la herramienta de embutición según la figura 2.

Una pieza en bruto 10, no necesariamente circular, está compuesta en la figura 1 de un material 12 de base y un recubrimiento 14. El material de base está hecho, por ejemplo, de una chapa de acero o aluminio. El recubrimiento 14 es una pintura, una película de plástico o similar. El número 16 muestra cómo el recubrimiento se ha separado en el borde de la pieza en bruto del material 12 de base. Un proceso de este tipo se produce durante el troquelado de la pieza en bruto 10 a partir del material recubierto de chapa.

La herramienta de embutición profunda según la figura 2 presenta un núcleo 18 de embutición, por ejemplo, cilíndrico, una campana anular cilíndrica 20 de embutición, así como un dispositivo pisador 22 en forma de disco anular. Una construcción de este tipo de una herramienta de embutición profunda es conocida en general. El núcleo 18 de embutición es, por ejemplo, estacionario, mientras que la campana 20 de embutición está acoplada con ayuda de un dispositivo adecuado de presión, por ejemplo, un empujador de una prensa excéntrica. El dispositivo pisador 22 está en contacto en el lado inferior con los elementos 24 de transmisión de fuerza que forman parte de un dispositivo de resorte. Las fuerzas elásticas, que actúan sobre los elementos 24 de transmisión de fuerza, están indicados en la figura 2 con el número 26.

La figura 2 indica cómo la pieza en bruto 10 se somete a embutición profunda al conformarse de manera creciente la zona del borde con ayuda de la campana 20 de embutición alrededor del núcleo 18 de embutición. El dispositivo pisador 22 está en contacto con el "lado interior" de la pieza moldeada e impide la configuración de pliegues en la zona del borde debido a la reducción del diámetro del material. La construcción y el funcionamiento de una herramienta de embutición de este tipo son conocidos en general.

En la figura 3 se pueden observar los elementos 24 de transmisión de fuerza, según la figura 2, que interactúan con un pistón 28 alojado de manera estanca en una cámara cilíndrica 30. Durante el proceso de embutición profunda, la cámara 30 está llena de gas, por ejemplo, aire, preferentemente a una presión predefinida. Si el dispositivo pisador 22, según la figura 2, se mueve hacia abajo durante el proceso de embutición, el pistón 28 se mueve hacia el interior de la cámara 30 y comprime el cojín de gas, mediante lo que la fuerza elástica en el dispositivo pisador 22 aumenta casi de manera lineal. Esto se indica en la figura 4 mediante una línea característica 32, en la que se indica la fuerza elástica en dependencia del recorrido del pistón 28 o del dispositivo pisador 22. Una línea característica 34 se obtendría si, como en el estado de la técnica mencionado al inicio, la fuerza elástica se reduce continuamente con el desplazamiento progresivo del volumen en la cámara 30.

La figura 3 indica que el fondo de la cámara presenta un orificio 36 que se cierra normalmente con un plato 38 de válvula, pretensado hacia la posición de cierre mediante un resorte 40. El plato 38 de válvula está provisto de un vástago 42 de accionamiento que penetra en la cámara 30, aproximadamente en vertical a la extensión del pistón 28. Si el pistón 28 llega al vástago 42, la válvula 38 se abre y el aire de la cámara 30 puede salir bruscamente, de modo que en milisegundos se elimina la fuerza elástica 26 en el dispositivo pisador 22. El vástago está dimensionado de tal modo que es accionado por el pistón 28 cuando la campana de embutición o el dispositivo pisador 22 se encuentran directamente delante de su posición final durante el proceso de embutición.

La cámara 30 está unida a través de una conexión 44 con una fuente 46 de presión mediante un válvula 48. La válvula 48 es accionada por un dispositivo 50 de control que recibe, por su parte, de un manómetro 52 una señal de presión que equivale a la presión existente en la cámara 30 y recibe además otra señal del elemento 54 que indica cuándo ha finalizado el proceso de embutición y cuándo la campana 20 de embutición ha retrocedido a la posición inicial. En ese momento se abre la válvula 48 para que la fuente 46 de presión vuelva a llenar la cámara 30 de gas a una presión predefinida.

Claims (3)

1. Herramienta de embutición para la embutición profunda de piezas en bruto, que se troquelan a partir de material de chapa pintado o recubierto de una película, con el fin de obtener piezas moldeadas sin brida, con una campana de embutición, un núcleo de embutición, un dispositivo pisador y un resorte neumático que aplica una fuerza elástica sobre el dispositivo pisador, caracterizada porque el resorte neumático está formado mediante un volumen de gas en una cámara (30) que está cerrada de manera hermética con un pistón (28) que está en contacto, por su parte, con el dispositivo pisador (22) mediante elementos (24) de transmisión de fuerza y porque a la cámara (30) está asignada una válvula (38) de purga que se acciona cuando el pistón (28) ha llegado a una posición inferior predefinida, mediante lo que la cámara (30) se purga bruscamente.

2. Herramienta de embutición según la reivindicación 1, caracterizada porque la válvula (38) de purga se puede acoplar con un vástago o una palanca que penetra en la cámara (30) y puede ser accionado por el pistón (28).

3. Herramienta de embutición según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque está prevista una fuente (46) de presión que se puede unir con la cámara (30) mediante una válvula (48) de aireación y porque está previsto un dispositivo (50) de control para el accionamiento de la válvula (48) de aireación después de finalizar el proceso de embutición.