ES2457498T3 - Device for joining work pieces - Google Patents

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ES2457498T3 ES12173031T ES12173031T ES2457498T3 ES 2457498 T3 ES2457498 T3 ES 2457498T3 ES 12173031 T ES12173031 T ES 12173031T ES 12173031 T ES12173031 T ES 12173031T ES 2457498 T3 ES2457498 T3 ES 2457498T3
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Jean Pierre Prof. Dr. Bergmann
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Abstract

Dispositivo para la unión de una primera pieza de trabajo (1) y una segunda pieza de trabajo (2) con una primera herramienta (5) que presenta un primer contorno (5.1) y con una segunda herramienta (6) que presenta un segundo contorno (6.1), entre las que se pueden disponer de forma superpuesta la primera pieza de trabajo (1) y la segunda pieza de trabajo (2) en un plano de conformado (3), pudiéndose presionar uno contra otro el primer contorno (5.1) y el segundo contorno (6.1) a través de una zona de conformado (4) y al menos una fuente de radiación (7) para proporcionar una radiación electromagnética que sirve para un calentamiento de las piezas de trabajo (1, 2) entre las herramientas (5, 6), caracterizado por que - lateralmente a las herramientas (5, 6) está dispuesta respectivamente al menos, en cada caso, una fuente de radiación (7), de tal manera que su radiación electromagnética está dirigida respectivamente sobre la pieza de trabajo (1, 2) dirigida a la fuente de radiación (7) y a la zona de conformado (4) y - cada una de las fuentes de radiación (7) está formada por al menos un emisor de diodos de irradiación directa, estando formada cada fuente de radiación (7) por emisores de diodos de irradiación directa dispuestos de forma anular alrededor de la herramienta (5, 6).Device for joining a first workpiece (1) and a second workpiece (2) with a first tool (5) presenting a first contour (5.1) and with a second tool (6) presenting a second contour (6.1), between which the first workpiece (1) and the second workpiece (2) can be superimposed on a forming plane (3), the first contour (5.1) being pressed against each other and the second contour (6.1) through a forming zone (4) and at least one radiation source (7) to provide electromagnetic radiation that serves to heat the work pieces (1, 2) between the tools (5, 6), characterized in that - laterally to the tools (5, 6), at least, in each case, a radiation source (7) is respectively arranged, such that its electromagnetic radiation is directed respectively on the part working (1, 2) directed to the rad source iation (7) and the forming area (4) and - each of the radiation sources (7) is formed by at least one emitter of direct irradiation diodes, each radiation source (7) being formed by diode emitters of direct irradiation arranged annularly around the tool (5, 6).

Description

Dispositivo para la unión de piezas de trabajo Device for joining work pieces

5 La invención se refiere a un dispositivo para la unión de piezas de trabajo de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1, como se conoce de forma genérica por el documento DE 10 2004 062 896 B4. The invention relates to a device for joining work pieces according to the preamble of claim 1, as is known generically by DE 10 2004 062 896 B4.

Se tiene en cuenta cada vez más la exigencia cada vez mayor a piezas constructivas y construcciones ligeras y a pesar de esto estables mediante el empleo de materiales de alta resistencia. En el ámbito del desarrollo de aceros, en los últimos años se ha realizado una pluralidad de desarrollos que permiten producir aceros con resistencias muy por encima de 1000 N/mm2 y emplear los mismos en productos de fabricación en serie, por ejemplo, en automóviles. Increasingly, the increasing demand for construction pieces and light constructions is taken into account and, despite this, stable through the use of high-strength materials. In the field of steel development, in recent years a plurality of developments have been made that allow steels with resistances well above 1000 N / mm2 to be produced and used in series manufacturing products, for example, in automobiles.

Sin embargo, con el aumento de la resistencia en aceros y materiales metálicos en general disminuye la fluidez y, por tanto, la dilatabilidad, es decir, a una dilatación que termina con una rotura, debido a las tensiones del flujo que However, with the increase in resistance in steels and metallic materials in general, the fluidity and, therefore, the dilatability, that is, a dilation that ends with a breakage, due to the stresses of the flow that

15 crecen enormemente se pone un límite estrecho que se puede encontrar incluso en menos del 5 %. 15 grow enormously a narrow limit is set that can be found even at less than 5%.

Para un procesamiento posterior de los materiales metálicos, por ejemplo, en forma de chapas como piezas conformadas o como productos semielaborados (piezas de trabajo), esto significa que los materiales se pueden deformar solo poco y entonces solo con fuerzas muy elevadas. Si se sueldan tales piezas de trabajo (soldadura por fusión), se funde el material. Después de la solidificación de la masa fundida se produce el cordón de soldadura. En el cordón de soldadura y en una zona de influencia térmica limitante con el cordón de soldadura se produce, mediante la fusión, un cambio de la estructura de los materiales de las piezas de trabajo soldadas unas a otras. Tales cambios de estructura la mayoría de las veces reducen la resistencia o la capacidad de absorción de energía del cordón de soldadura en comparación con zonas de las piezas de trabajo sin cambios de estructura. For further processing of metallic materials, for example, in the form of sheets as shaped pieces or as semi-finished products (work pieces), this means that the materials can be deformed only slightly and then only with very high forces. If such work pieces are welded (fusion welding), the material melts. After solidification of the melt, the weld bead is produced. In the welding bead and in a zone of thermal influence limiting with the welding bead, a change in the structure of the materials of the work pieces welded to each other is produced by melting. Such structure changes most of the time reduce the resistance or energy absorption capacity of the weld bead compared to areas of the workpieces without structure changes.

25 Si las piezas de trabajo presentan un revestimiento, por ejemplo, revestimientos de aluminio en piezas de trabajo endurecidas en prensa, pueden quedar distribuidos restos de los revestimientos en el cordón de soldadura e influir en la resistencia a la fatiga. 25 If the work pieces have a coating, for example, aluminum coatings on work pieces hardened in the press, remains of the coatings may be distributed in the weld bead and influence fatigue resistance.

En caso de la aplicación de procedimientos de unión mecánicos se conforman piezas de trabajo, por ejemplo, en un plano de conformado, formando un cierre de unión positiva y/o no positiva. Un ejemplo es la unión por deformación en frío, en la que se deforman dos piezas de trabajo superpuestas de tal manera que se produce una unión positiva y no positiva entre las dos. Para esto es necesario que los materiales de las piezas de trabajo presenten una dilatabilidad mínima. Si la misma es demasiado baja, durante el conformado se produce una rotura quebradiza. Al In the case of the application of mechanical joining procedures, work pieces are formed, for example, in a forming plane, forming a positive and / or non-positive joint closure. An example is the cold strain joint, in which two overlapping work pieces are deformed in such a way that a positive and non-positive bond between the two is produced. For this it is necessary that the materials of the work pieces have a minimum dilatability. If it is too low, a brittle breakage occurs during forming. To the

35 mismo tiempo se pueden dañar las herramientas debido a la aparición de fuerzas demasiado grandes. Por este motivo, actualmente los materiales tales como, por ejemplo, Usibor® no se consideran adecuados para la unión. At the same time, tools can be damaged due to the appearance of forces that are too large. For this reason, materials such as, for example, Usibor® are currently not considered suitable for bonding.

Los procedimientos mecánicos no provocan cambios de la estructura de causa térmica, sin embargo, con resistencias altas, por ejemplo, en caso de más de 600 MPa y, por tanto, aparición de tensiones de flujo elevadas, llegan a sus límites del uso cuando para un proceso de unión al mismo tiempo se requieren deformaciones. Mechanical procedures do not cause changes in the thermal cause structure, however, with high resistance, for example, in the case of more than 600 MPa and, therefore, the appearance of high flow tensions, they reach their limits of use when a bonding process at the same time deformations are required.

Para causar una reducción de la tensión de flujo de los materiales se respalda térmicamente el conformado, es decir, las piezas de trabajo antes del conformado. Por ello existe suficiente energía en los materiales para inducir movimientos de desplazamiento causados por deformación y posibilitar una deformación plástica sin aparición de In order to cause a reduction in the flow stress of the materials, the forming is thermally supported, that is, the work pieces before forming. Therefore, there is enough energy in the materials to induce displacement movements caused by deformation and enable a plastic deformation without the appearance of

45 rotura quebradiza. A este respecto no se considera perjudicial un cambio de la estructura a temperaturas de hasta 900 °C. 45 brittle breakage. A change of the structure at temperatures of up to 900 ° C is not considered harmful in this regard.

En un procedimiento de acuerdo con el documento DE 10 2004 062 896 B4 se unen entre sí con unión positiva dos In a procedure according to DE 10 2004 062 896 B4, they are joined together with two positive joints

o varias piezas de trabajo de metal al conformarse las mismas con respaldo térmico a través de una zona de conformado. Para esto están presentes al menos dos herramientas que se pueden presionar entre sí con una fuerza de compresión. Las piezas de trabajo limitan entre sí en un plano de conformado entre las herramientas y se irradian con una radiación electromagnética de una fuente de luz láser, de tal manera que se consigue una activación térmica o calentamiento de las piezas de trabajo a través de la zona de conformado. A este respecto, la radiación electromagnética se dirige a través de un material transparente para radiación electromagnética en al menos una de or several metal work pieces when they are formed with thermal backup through a forming area. For this there are at least two tools that can be pressed together with a compression force. The work pieces limit each other in a plane of forming between the tools and are irradiated with electromagnetic radiation from a laser light source, in such a way that thermal activation or heating of the work pieces through the area is achieved of forming. In this regard, electromagnetic radiation is directed through a transparent material for electromagnetic radiation in at least one of

55 las herramientas sobre la zona de conformado. 55 the tools on the forming area.

En esta solución es desventajoso que en el interior de la herramienta tiene que existir un pasaje o paso para alojar el material transparente para la radiación electromagnética. Por ello, la producción de la herramienta es complicada y de costes elevados. Además se influye desventajosamente en la resistencia de la herramienta y el tamaño de una mancha focal en la que está reproducida la radiación electromagnética en el plano de conformado sobre una pieza de trabajo no se puede adaptar de forma sencilla a los requisitos cambiados del proceso de unión. In this solution it is disadvantageous that there must be a passage or passage inside the tool to house the transparent material for electromagnetic radiation. Therefore, the production of the tool is complicated and high costs. In addition, the strength of the tool and the size of a focal spot in which the electromagnetic radiation in the forming plane on a workpiece is reproduced can not be easily adapted to the changed requirements of the joining process. .

Una solución de acuerdo con el documento US 2003/0037428 A1 trabaja sin un pasaje. En la misma están asignados electrodos a las herramientas. Si se ponen las herramientas en contacto con las piezas de trabajo a unir, 65 en las piezas de trabajo puede fluir una corriente, por ejemplo, a través de la zona de conformado entre los electrodos y a través de las piezas de trabajo eléctricamente conductoras. Como consecuencia del flujo de corriente A solution according to US 2003/0037428 A1 works without a passage. In it, electrodes are assigned to the tools. If the tools are brought into contact with the work pieces to be joined, a current can flow into the work pieces, for example, through the forming area between the electrodes and through the electrically conductive work pieces. As a consequence of the flow of current

se calienta la zona de conformado. Las herramientas, para albergar los electrodos así como para su aislamiento eléctrico, están diseñados de forma complicada y están debilitados en su resistencia. the forming zone is heated. The tools, to house the electrodes as well as for their electrical isolation, are designed in a complicated way and are weakened in their resistance.

Por el documento WO 02/062499 A1 es sabido que una fuente de radiación que emite una radiación puede estar From WO 02/062499 A1 it is known that a radiation source that emits a radiation can be

5 dispuesta al lado de las herramientas. Como herramientas sirven cilindros mediante los cuales se puede conformar una pieza de trabajo plana sin desprendimiento de virutas hasta dar un perfil. A través de la fuente de radiación se dirige, por ejemplo, una radiación láser a una mancha focal sobre la superficie de la pieza de trabajo. La mancha focal se genera en una zona de una entrada de cilindro, es decir, delante de la propia zona de conformado, por lo que aparecen pérdidas indeseadas de calor. 5 arranged next to the tools. Cylinders are used as tools by means of which a flat workpiece can be formed without chip removal until a profile is given. Through the radiation source, for example, a laser radiation is directed to a focal spot on the surface of the workpiece. The focal spot is generated in an area of a cylinder inlet, that is, in front of the forming zone itself, whereby unwanted heat losses appear.

La invención se basa en el objetivo de proponer un dispositivo con herramientas que se puedan producir de forma sencilla, que se puedan adaptar de manera sencilla a requisitos cambiados del proceso de unión. The invention is based on the objective of proposing a device with tools that can be produced in a simple way, that can be adapted easily to changed requirements of the joining process.

El objetivo se consigue mediante un dispositivo para la unión de una primera pieza de trabajo y una segunda pieza The objective is achieved by a device for joining a first workpiece and a second piece

15 de trabajo de acuerdo con la reivindicación 1, presentando el dispositivo una primera herramienta que presenta un primer contorno y una segunda herramienta que presenta un segundo contorno. Entre las herramientas se puede disponer la primera pieza de trabajo y la segunda pieza de trabajo en un plano de conformado de forma superpuesta. El primer contorno y el segundo contorno se pueden presionar uno contra otro a través de una zona de conformado. El dispositivo presenta al menos una fuente de radiación para facilitar una radiación electromagnética que sirve para un calentamiento de las piezas de trabajo entre las herramientas. El dispositivo de acuerdo con la invención está caracterizado por que lateralmente a las herramientas está dispuesta, respectivamente, al menos en cada caso una fuente de radiación de tal manera que su radiación electromagnética esté dirigida, respectivamente, sobre la pieza de trabajo dirigida hacia la fuente de radiación y a la zona de conformado. Cada una de las fuentes de radiación está formada por al menos un emisor de diodos de irradiación directa. A este respecto, cada fuente de 15 according to claim 1, the device presenting a first tool having a first contour and a second tool having a second contour. Between the tools, the first work piece and the second work piece can be arranged in an overlapping forming plane. The first contour and the second contour can be pressed against each other through a forming zone. The device has at least one source of radiation to facilitate electromagnetic radiation that serves to heat the work pieces between the tools. The device according to the invention is characterized in that laterally to the tools there is arranged, respectively, at least in each case a radiation source such that its electromagnetic radiation is directed, respectively, on the workpiece directed towards the source of radiation and the forming area. Each of the radiation sources is formed by at least one emitter of direct irradiation diodes. In this regard, each source of

25 radiación está formada por emisores de diodos que irradian de forma directa dispuestos de manera anular alrededor de la herramienta. Radiation is formed by emitters of directly radiating diodes arranged annularly around the tool.

El uno o varios emisores de diodos pueden estar dispuestos en un módulo. Además puede estar presente una óptica mediante la cual se influye en la radiación electromagnética de cada una de las fuentes de radiación, por ejemplo, se agrupada y dirige. Las fuentes de radiación están unidas ventajosamente a un control mediante el cual se pueden controlar parámetros de la radiación electromagnética emitida por las fuentes de radiación, por ejemplo, duración de la emisión y la intensidad. The one or more diode emitters may be arranged in a module. In addition, an optics may be present whereby the electromagnetic radiation of each of the radiation sources is influenced, for example, is grouped and directed. The radiation sources are advantageously linked to a control by which parameters of the electromagnetic radiation emitted by the radiation sources can be controlled, for example, duration of emission and intensity.

Preferentemente, el al menos un emisor de diodos de una fuente de radiación está dispuesto de tal manera que a Preferably, the at least one diode emitter of a radiation source is arranged such that at

35 través de la radiación electromagnética emitida por la fuente de radiación y dirigida a la zona de conformado se forma una mancha focal en la zona de conformado. Through the electromagnetic radiation emitted by the radiation source and directed to the forming zone, a focal spot is formed in the forming zone.

La fuente de radiación está dispuesta, preferentemente, de tal manera que la radiación electromagnética está dirigida desde una dirección del lado de la herramienta al plano de conformado y a la zona de conformado. The radiation source is preferably arranged in such a way that the electromagnetic radiation is directed from a direction on the side of the tool to the forming plane and the forming area.

A este respecto es particularmente preferente que la fuente de radiación esté dispuesta cerca y al lado del lado dirigido hacia la zona de conformado de una de las herramientas. In this regard, it is particularly preferred that the radiation source be arranged near and next to the side directed towards the forming area of one of the tools.

Preferentemente, las mismas están dirigidas desde una zona cerca y al lado del lado de cada herramienta a la zona 45 de conformado que está dirigido respectivamente a la zona de conformado. Preferably, they are directed from an area near and next to the side of each tool to the forming area 45 which is directed respectively to the forming area.

Para la unión, una primera pieza de trabajo y una segunda pieza de trabajo se colocan entre la primera herramienta que presenta un primer contorno y la segunda herramienta que presenta un segundo contorno en el plano de conformado de forma superpuesta, de tal manera que se ponen en contacto a través de una zona de conformado. Ahora, sobre cada lado dirigido hacia el exterior de las piezas de trabajo se dirige la radiación electromagnética a través de la zona de conformado y la zona de conformado en el lado de cada pieza de trabajo se expone simultáneamente a la radiación electromagnética. For joining, a first workpiece and a second workpiece are placed between the first tool that has a first contour and the second tool that has a second contour in the overlapping forming plane, such that they are placed in contact through a forming zone. Now, on each side directed towards the outside of the work pieces, electromagnetic radiation is directed through the forming zone and the forming zone on the side of each work piece is simultaneously exposed to electromagnetic radiation.

Después de realizar el calentamiento, el primer contorno y el segundo contorno se presionan entre sí, de tal manera After heating, the first contour and the second contour are pressed together, in such a way

55 que las piezas de trabajo se conforman a través de la zona de conformado calentada correspondientemente al primer contorno y al segundo contorno. 55 that the work pieces are formed through the heated forming zone corresponding to the first contour and the second contour.

Las radiaciones electromagnéticas pueden ser todas las radiaciones que sean adecuadas para el calentamiento de los materiales a conformar. Preferentemente, la radiación electromagnética es una radiación láser. Electromagnetic radiation can be all radiation that is suitable for heating the materials to be formed. Preferably, electromagnetic radiation is a laser radiation.

El uso de diodos o emisores de diodos de radiación directa tiene la ventaja de que la radiación emitida se puede dirigir sin mayores pérdidas por absorción y dispersión a la zona de conformado y se puede realizar un calentamiento con eficacia energética de las piezas de trabajo. Mediante dirección de la radiación electromagnética desde lateralmente en cada caso de una de las herramientas se pueden usar herramientas sin pasos o dispositivos 65 similares permeables a radiación. Además, una mancha focal en el plano de conformado se puede controlar y corregir con facilidad en relación con su tamaño, forma, ubicación y distribución de la intensidad (en el The use of diodes or emitters of direct radiation diodes has the advantage that the emitted radiation can be directed without major losses by absorption and dispersion to the forming area and an energy-efficient heating of the work pieces can be performed. By direction of the electromagnetic radiation from laterally in each case of one of the tools, tools can be used without steps or similar devices permeable to radiation. In addition, a focal spot in the forming plane can be easily controlled and corrected in relation to its size, shape, location and intensity distribution (in the

espacio/tiempo). Los parámetros mencionados anteriormente se han de adaptar, por ejemplo, al material, al espesor de material, etc. de las piezas de trabajo a conformar o se han de corregir durante una serie de procedimientos de conformado. space time). The parameters mentioned above must be adapted, for example, to the material, the thickness of the material, etc. of the work pieces to be shaped or to be corrected during a series of forming procedures.

5 Es posible usar radiación electromagnética por impulsos, existiendo una exposición simultánea también cuando la radiación electromagnética a la que se expone una de las piezas de trabajo y la radiación electromagnética a la que se expone la otra pieza de trabajo tienen desplazamiento de fases entre sí. Gracias a la exposición que se realiza desde ambos lados se calientan las piezas de trabajo al menos a través de su zona de conformado. A continuación se conforman las piezas de trabajo mediante compresión de las herramientas. 5 It is possible to use pulse electromagnetic radiation, there being a simultaneous exposure also when the electromagnetic radiation to which one of the work pieces is exposed and the electromagnetic radiation to which the other work piece is exposed have phase shifting from each other. Thanks to the exposure made from both sides, the work pieces are heated at least through their forming area. The work pieces are then formed by compression of the tools.

A continuación se explica con más detalle la invención mediante las figuras y los ejemplos de realización. A este respecto muestran The invention is explained in more detail in the following by means of the figures and the examples of embodiment. In this regard they show

La Figura 1, una primera realización del dispositivo como esquema básico; Figure 1, a first embodiment of the device as a basic scheme;

15 La Figura 2, una segunda realización del dispositivo con un módulo de emisores de diodos; Figure 2, a second embodiment of the device with a diode emitter module;

La Figura 3, una tercera realización del dispositivo con dos fuentes de radiación por herramienta; Figure 3, a third embodiment of the device with two radiation sources per tool;

La Figura 4, una realización del dispositivo de acuerdo con la invención con una fuente de radiación anular en una herramienta. Figure 4, an embodiment of the device according to the invention with a source of annular radiation in a tool.

Como partes esenciales de un dispositivo de acuerdo con la invención están mostradas en la Figura 1 una primera herramienta 5 con un primer contorno 5.1 y una segunda herramienta 6 con un segundo contorno 6.1, así como dos As essential parts of a device according to the invention are shown in Figure 1 a first tool 5 with a first contour 5.1 and a second tool 6 with a second contour 6.1, as well as two

25 fuentes de radiación 7, estando dispuesta una fuente de radiación 7 al lado de la primera herramienta 5 y la otra fuente de radiación 7, al lado de la segunda herramienta 6. 25 radiation sources 7, a radiation source 7 being arranged next to the first tool 5 and the other radiation source 7, next to the second tool 6.

La primera herramienta 5 y la segunda herramienta 6 se pueden mover en una dirección de acercamiento 11 o en contra de la dirección de acercamiento 11 y se pueden acercar una a otra. El primer contorno 5.1 y el segundo contorno 6.1 están presentes, respectivamente, en una superficie frontal que tiene un recorrido perpendicular con respecto a la dirección de acercamiento 11 de la primera herramienta 5 o de la segunda herramienta 6 como elevaciones y cavidades complementarias entre sí. El primer contorno 5.1 y el segundo contorno 6.1 se pueden haber llevado a contacto directo entre sí mediante acercamiento de la primera herramienta 5 y de la segunda herramienta 6 en un plano de conformado 3. The first tool 5 and the second tool 6 can be moved in an approach direction 11 or against the approach direction 11 and can be brought closer together. The first contour 5.1 and the second contour 6.1 are present, respectively, on a front surface that has a perpendicular path with respect to the approach direction 11 of the first tool 5 or the second tool 6 as elevations and cavities complementary to each other. The first contour 5.1 and the second contour 6.1 may have been brought into direct contact with each other by approaching the first tool 5 and the second tool 6 in a forming plane 3.

35 En el plano de conformado 3, una primera pieza de trabajo 1 y una segunda pieza de trabajo 2 están colocadas una sobre otra y se pueden mover a lo largo de una dirección de transporte 10. No están representadas sujeciones de las piezas de trabajo 1, 2 y medios para el transporte de las piezas de trabajo 1, 2 en la dirección de transporte 10. 35 In the forming plane 3, a first workpiece 1 and a second workpiece 2 are placed one above the other and can be moved along a transport direction 10. No fasteners of the workpieces 1 are shown. , 2 and means for transporting work pieces 1, 2 in the transport direction 10.

Si la primera herramienta 5 y la segunda herramienta 6 están acercadas una a otra, su primer contorno 5.1 y segundo contorno 6.1 se encuentran en el plano de conformado 3. Una zona de conformado 4 de la primera herramienta 5 y de la segunda herramienta 6 se da mediante la extensión del primer contorno 5.1 y del segundo contorno 6.1 en el plano de conformado 3. If the first tool 5 and the second tool 6 are close to each other, their first contour 5.1 and second contour 6.1 are in the forming plane 3. A forming area 4 of the first tool 5 and the second tool 6 is gives by extending the first contour 5.1 and the second contour 6.1 in the forming plane 3.

45 El primer contorno 5.1 está configurado como una elevación y el segundo contorno 6.1 como una cavidad, permitiendo las dimensiones de la elevación una introducción a presión del material existente en la zona de conformado 4 de una primera pieza de trabajo 1 y una segunda pieza de trabajo 2 en la cavidad del segundo contorno 6.1 (no mostrado). A través de la primera herramienta 5 y la segunda herramienta 6 así como sus contornos 5.1 y 6.1 se forma una matriz. The first contour 5.1 is configured as an elevation and the second contour 6.1 as a cavity, the dimensions of the elevation allowing a pressurized introduction of the existing material in the forming area 4 of a first workpiece 1 and a second piece of Work 2 in the cavity of the second contour 6.1 (not shown). A matrix is formed through the first tool 5 and the second tool 6 as well as their contours 5.1 and 6.1.

Lateralmente al lado de la primera herramienta 5 y la segunda herramienta 6 existe respectivamente una fuente de radiación 7 para facilitar radiación electromagnética. La fuente de radiación 7 está formada por un emisor de diodos de irradiación directa. La radiación electromagnética está dirigida a lo largo de respectivamente una trayectoria de rayos (mostrada esquemáticamente) en, en cada caso, una dirección de irradiación 8 sobre respectivamente la pieza Laterally next to the first tool 5 and the second tool 6 there is respectively a radiation source 7 to facilitate electromagnetic radiation. The radiation source 7 is formed by a direct irradiation diode emitter. The electromagnetic radiation is directed along respectively a ray path (shown schematically) in, in each case, an irradiation direction 8 on respectively the part

55 de trabajo 1 o 2 que está dirigida hacia la respectiva fuente de radiación 7. A este respecto, la radiación electromagnética está dirigida, respectivamente, al plano de conformado 3 y a la zona de conformado 4, de tal manera que sobre las superficies de las piezas de trabajo 1 o 2 que están dirigidas hacia las respectivas fuentes de radiación 7 está reproducida la radiación electromagnética en, en cada caso, una mancha focal 9 (véase la Figura 2). El tamaño y la forma así como la distribución de energía a través de la mancha focal 9 están elegidos de tal manera que la primera pieza de trabajo 1 y la segunda pieza de trabajo 2 se calientan a través de la zona de conformado 4. Working 55 or 1 that is directed towards the respective radiation source 7. In this respect, the electromagnetic radiation is directed, respectively, to the forming plane 3 and the forming area 4, such that on the surfaces of the Workpieces 1 or 2 that are directed towards the respective radiation sources 7 are reproduced electromagnetic radiation in, in each case, a focal spot 9 (see Figure 2). The size and shape as well as the distribution of energy through the focal spot 9 are chosen in such a way that the first workpiece 1 and the second workpiece 2 are heated through the forming area 4.

Mediante un control 13 que está unido con conducción de señal con las fuentes de radiación 7, las fuentes de radiación 7 se pueden controlar en relación con los parámetros de la radiación electromagnética emitida así como la By means of a control 13 which is connected with signal conduction with the radiation sources 7, the radiation sources 7 can be controlled in relation to the parameters of the emitted electromagnetic radiation as well as the

65 duración de la emisión y la intensidad. 65 duration of emission and intensity.

En otras realizaciones, el primer contorno 5.1 y el segundo contorno 6.1 pueden estar formados de otro modo, por ejemplo, redondeados, ensanchándose en la base (por ejemplo para la unión por deformación en frío) o ser cónicos. Pueden existir también más de dos piezas de trabajo en el plano de conformado 3. In other embodiments, the first contour 5.1 and the second contour 6.1 may be otherwise formed, for example, rounded, widening at the base (for example for cold deformation joining) or be conical. There may also be more than two pieces of work in the forming plane 3.

5 En una segunda realización del dispositivo de acuerdo con la Figura 2, la fuente de radiación 7 dispuesta al lado de la primera herramienta 5 está configurada como un módulo compuesto de varios emisores de diodos que irradian directamente. Antepuesta a los emisores de diodos hay una óptica 12 mediante la cual la radiación electromagnética emitida por los emisores de diodos se agrupa, se dirige a lo largo de la dirección de radiación 8 y se reproduce en una mancha focal 9 sobre la superficie de la primera pieza de trabajo 1. Para la fuente de radiación 7 dispuesta al lado de la segunda herramienta 6 se cumple lo dicho anteriormente de forma correspondiente (no mostrado). El módulo está unido a un control 13. 5 In a second embodiment of the device according to Figure 2, the radiation source 7 arranged next to the first tool 5 is configured as a module composed of several emitters of directly radiating diodes. In front of the emitters of diodes there is an optics 12 whereby the electromagnetic radiation emitted by the emitters of diodes is grouped, directed along the direction of radiation 8 and reproduced in a focal spot 9 on the surface of the first Workpiece 1. For the radiation source 7 arranged next to the second tool 6, the foregoing is fulfilled correspondingly (not shown). The module is connected to a control 13.

En una tercera realización del dispositivo, de acuerdo con la Figura 3 lateralmente a las herramientas 5, 6, están dispuestas respectivamente dos fuentes de radiación 7, cuya radiación electromagnética emitida está reproducida en In a third embodiment of the device, according to Figure 3 laterally to the tools 5, 6, two radiation sources 7 are respectively arranged, whose emitted electromagnetic radiation is reproduced in

15 una mancha focal 9 común sobre la superficie de la primera pieza de trabajo 1 o de la segunda pieza de trabajo 2. Las fuentes de radiación 7 en otras realizaciones pueden estar configuradas, respectivamente, también como un módulo compuesto de varios emisores de diodos de irradiación directa, a los cuales está antepuesta una óptica 12. Las fuentes de radiación 7 se pueden controlar individualmente a través del control 13. 15 a focal spot 9 common on the surface of the first workpiece 1 or the second workpiece 2. The radiation sources 7 in other embodiments can be configured, respectively, also as a module composed of several diode emitters of direct irradiation, to which an optic 12 is placed. The radiation sources 7 can be controlled individually through the control 13.

En la Figura 4 está mostrada una realización del dispositivo de acuerdo con la invención, en el que la fuente de radiación 7 está formada por emisores de diodos de irradiación directa dispuestos de forma anular alrededor de una herramienta 5, 6 (mostrado muy esquemáticamente). Está representada, solamente a modo de ejemplo, una vista en dirección de acercamiento 11 al primer contorno 5.1 de la primera herramienta 5 y sobre la fuente de radiación 7. An embodiment of the device according to the invention is shown in Figure 4, in which the radiation source 7 is formed by emitters of direct irradiation diodes arranged annularly around a tool 5, 6 (shown very schematically). A view in the direction of approach 11 to the first contour 5.1 of the first tool 5 and on the radiation source 7 is shown by way of example only.

25 En otras realizaciones del dispositivo de acuerdo con la invención, las fuentes de radiación 7 a ambos lados del plano de conformado 3 pueden ser del mismo tipo, por ejemplo, como se muestra en la Figura 1 o en la Figura 2, o pueden ser de distinto tipo. De este modo, las fuentes de radiación 7 mostradas en las Figuras 1 y 2 pueden estar combinadas en un dispositivo. Pueden existir también otras cantidades de fuentes de radiación 7 en un lado del plano de conformado 3 que, a su vez, pueden ser del mismo tipo o diferentes. In other embodiments of the device according to the invention, the radiation sources 7 on both sides of the forming plane 3 may be of the same type, for example, as shown in Figure 1 or Figure 2, or they may be of different type. Thus, the radiation sources 7 shown in Figures 1 and 2 can be combined in one device. There may also be other amounts of radiation sources 7 on one side of the forming plane 3 which, in turn, can be of the same or different type.

A continuación se explicará el funcionamiento del dispositivo de acuerdo con la Figura 1. Una primera pieza de trabajo y una segunda pieza de trabajo 2 se introducen de forma superpuesta en el plano de conformado 3 y se mantienen ahí. La primera pieza de trabajo 1 está dirigida hacia arriba, la segunda pieza de trabajo 2 está dirigida hacia abajo. Las dos piezas de trabajo 1 y 2 se prepararan de tal manera que una zona a través de la cual se han de Next, the operation of the device according to Figure 1 will be explained. A first work piece and a second work piece 2 are superimposed on the forming plane 3 and are kept there. The first workpiece 1 is directed upwards, the second workpiece 2 is directed downwards. The two pieces of work 1 and 2 will be prepared in such a way that an area through which they are to be

35 conformar las dos piezas de trabajo 1 y 2 coincida con la zona de conformado 4. Las fuentes de radiación 7 se conectan y la radiación electromagnética se dirige, respectivamente, al plano de conformado 3 y a la zona de conformado 4, por lo que se calientan la primera pieza de trabajo 1 y la segunda pieza de trabajo 2 a través de la zona de conformado 4. Si se han calentado suficientemente las dos piezas de trabajo 1 y 2, se desconectan las fuentes de radiación 7 y la herramienta superior 5 y la herramienta inferior 6 se acercan una a otra a lo largo de la dirección de acercamiento 11 hasta que el material de las dos piezas de trabajo 1 y 2 se haya introducido a presión a través de la zona de conformado 4 a por el primer contorno 5.1 en el segundo contorno 6.1. A este respecto, la primera pieza de trabajo 1 y la segunda pieza de trabajo 2 se deforman plásticamente a través de la zona de conformado 4. Después del conformado realizado, la herramienta superior 5 y la herramienta inferior 6 se vuelven a separar a lo largo de la dirección de acercamiento 11 y las piezas de trabajo 1 y 2 se desplazan a lo largo de una 35 forming the two work pieces 1 and 2 coincides with the forming area 4. The radiation sources 7 are connected and the electromagnetic radiation is directed, respectively, to the forming plane 3 and the forming area 4, whereby they heat the first workpiece 1 and the second workpiece 2 through the forming area 4. If the two workpieces 1 and 2 have been sufficiently heated, the radiation sources 7 and the upper tool 5 are disconnected and the lower tool 6 approach each other along the approach direction 11 until the material of the two work pieces 1 and 2 has been pressurized through the forming area 4 to the first contour 5.1 in the second contour 6.1. In this respect, the first workpiece 1 and the second workpiece 2 are deformed plastically through the forming area 4. After forming, the upper tool 5 and the lower tool 6 are separated again along of the approach direction 11 and the work pieces 1 and 2 move along a

45 dirección de transporte 10 en el plano de conformado 3 hasta que la siguiente zona a través de la cual se han de conformar la primera pieza de trabajo 1 y la segunda pieza de trabajo 2 llegue a encontrarse en la zona de conformado 4. 45 transport direction 10 in the forming plane 3 until the next area through which the first workpiece 1 and the second workpiece 2 have to be formed are in the forming zone 4.

El dispositivo de acuerdo con la invención se puede aplicar en los ámbitos tecnológicos de la técnica de unión, por ejemplo, en la construcción de carrocerías. The device according to the invention can be applied in the technological fields of the joining technique, for example, in the construction of bodies.

Lista de referencias Reference List

1 primera pieza de trabajo 1 first piece of work

55 2 segunda pieza de trabajo 3 plano de conformado 4 zona de conformado 5 primera herramienta 55 2 second work piece 3 forming plane 4 forming area 5 first tool

5.1 5.1
primer contorno 6 segunda herramienta first contour 6 second tool

6.1 6.1
segundo contorno 7 fuente de radiación 8 dirección de radiación 9 mancha focal second contour 7 radiation source 8 radiation direction 9 focal spot

65 10 dirección de transporte 11 dirección de acercamiento 65 10 transport address 11 approach address

12 óptica 13 control 12 optics 13 control

Claims (2)

REIVINDICACIONES 1. Dispositivo para la unión de una primera pieza de trabajo (1) y una segunda pieza de trabajo (2) con una primera herramienta (5) que presenta un primer contorno (5.1) y con una segunda herramienta (6) que presenta un segundo 1. Device for joining a first workpiece (1) and a second workpiece (2) with a first tool (5) presenting a first contour (5.1) and with a second tool (6) presenting a second 5 contorno (6.1), entre las que se pueden disponer de forma superpuesta la primera pieza de trabajo (1) y la segunda pieza de trabajo (2) en un plano de conformado (3), pudiéndose presionar uno contra otro el primer contorno (5.1) y el segundo contorno (6.1) a través de una zona de conformado (4) y al menos una fuente de radiación (7) para proporcionar una radiación electromagnética que sirve para un calentamiento de las piezas de trabajo (1, 2) entre las herramientas (5, 6), caracterizado por que 5 contour (6.1), between which the first workpiece (1) and the second workpiece (2) can be superimposed on a forming plane (3), the first contour being able to be pressed against each other ( 5.1) and the second contour (6.1) through a forming area (4) and at least one radiation source (7) to provide electromagnetic radiation that serves to heat the work pieces (1, 2) between the tools (5, 6), characterized in that 10 -lateralmente a las herramientas (5, 6) está dispuesta respectivamente al menos, en cada caso, una fuente de radiación (7), de tal manera que su radiación electromagnética está dirigida respectivamente sobre la pieza de trabajo (1, 2) dirigida a la fuente de radiación (7) y a la zona de conformado (4) y -cada una de las fuentes de radiación (7) está formada por al menos un emisor de diodos de irradiación directa, 10 -laterally to the tools (5, 6), respectively, at least, in each case, a radiation source (7) is arranged, so that its electromagnetic radiation is directed respectively on the workpiece (1, 2) directed to the radiation source (7) and the forming zone (4) and -each one of the radiation sources (7) is formed by at least one emitter of direct irradiation diodes, 15 estando formada cada fuente de radiación (7) por emisores de diodos de irradiación directa dispuestos de forma anular alrededor de la herramienta (5, 6). 15 each radiation source (7) being formed by emitters of direct irradiation diodes arranged annularly around the tool (5, 6). 2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el al menos un emisor de diodos de una fuente de radiación (7) está dispuesto de tal manera que mediante la radiación electromagnética emitida por la 2. Device according to claim 1, characterized in that the at least one diode emitter of a radiation source (7) is arranged in such a way that by means of the electromagnetic radiation emitted by the 20 fuente de radiación (7) y dirigida hacia la zona de conformado (4) está formada, sobre la superficie situada en la zona de conformado (4) de la pieza de trabajo (1, 2) dirigida hacia la fuente de radiación (7), una mancha focal (9) cuyo tamaño, forma, ubicación y distribución de intensidad en el espacio/tiempo se pueden controlar. 20 radiation source (7) and directed towards the forming area (4) is formed, on the surface located in the forming area (4) of the workpiece (1, 2) directed towards the radiation source (7 ), a focal spot (9) whose size, shape, location and intensity distribution in space / time can be controlled.
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