ES2887553T3 - Un método para fabricar un tubo de metal - Google Patents

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Thomas Froböse
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Abstract

Un método para fabricar un tubo (16, 16') de metal, en el que el tubo (16, 16') comprende una superficie (15) exterior y una superficie (14, 14') interior, comprendiendo el método las etapas de, proporcionar un tubo (5, 5') exterior de metal con una superficie (15) exterior, una superficie (17, 17') interior, una dimensión exterior y una dimensión interior, proporcionar un tubo (1, 1') interior de metal con una superficie exterior (2, 2'), una superficie interior (14, 14'), una dimensión exterior y una dimensión interior, en el que proporcionar el tubo interior (1) comprende las etapas de, - proporcionar un tubo hueco de metal, - estirar el tubo hueco de metal a través de una segunda matriz (9) de estirado que tiene una superficie (10) interior de herramienta que forma la superficie (2) exterior del tubo interior (1) dentro del tubo interior (1), en el que la dimensión de herramienta de la superficie (10) interior de herramienta de la segunda matriz (9) de estirado se elige de manera que la dimensión exterior del tubo (1) interior sea menor que la dimensión interior del tubo exterior (5, 5') y en el que la superficie (10) interior de herramienta de la segunda matriz (9) de estirado comprende por lo menos una sección (12) que sobresale hacia dentro, de modo que una ranura (4) que se extiende en una dirección longitudinal del tubo interior (1) se estira en la superficie (2) exterior del tubo (1) interior, en el que proporcionar el tubo (5, 5') exterior comprende opcionalmente las etapas de, - proporcionar un tubo hueco de metal, - estirar el tubo hueco de metal a través de una primera matriz de estirado con una superficie (10) interior de herramienta que forma la superficie (15) exterior del tubo (5') exterior y sobre un mandril con una superficie exterior de herramienta que forma la superficie (17') interior del tubo (5') exterior dentro del tubo (5') exterior, en el que una dimensión de herramienta de la superficie interior de herramienta de la primera matriz de estirado y una dimensión de herramienta de la superficie exterior de herramienta del mandril se eligen de manera que la dimensión interior del tubo (5, 5') exterior sea mayor que la dimensión exterior del tubo (1,1') interior y en el que la superficie exterior de herramienta del mandril comprende por lo menos una sección que sobresale hacia fuera de manera que una ranura (13) que se extiende en una dirección longitudinal del tubo (5') exterior se estira en la superficie (17') interior del tubo (5') exterior, insertar el tubo (1,1') interior dentro del tubo (5, 5') exterior de manera que el tubo (1, 1') interior se extienda en el tubo (5, 5') exterior, y estirar el tubo (1, 1') interior y el tubo (5, 5') exterior conjuntamente a través de una tercera matriz de estirado con una superficie interior de herramienta que forma la superficie (15) exterior del tubo (16,16'), en el que una dimensión de herramienta de la superficie interior de herramienta de la tercera matriz de estirado se elige de modo que mediante el estirado la dimensión interior del tubo (5, 5') exterior se reduzca de modo que después de estirar el tubo (5, 5') exterior se ajusta con fuerza sobre el tubo (1,1') interior caracterizado por el hecho de que antes de la etapa de insertar el tubo (1, 1') interior dentro del tubo (5, 5') exterior se coloca por lo menos una línea (7) de señal en la ranura (4) del tubo interior.

Description

DESCRIPCIÓN
Un método para fabricar un tubo de metal
La presente descripción se refiere a un método para fabricar un tubo de metal.
Los tubos de metal, en particular de acero inoxidable, se usan en una pluralidad de aplicaciones en las que los tubos están sujetos a múltiples tensiones. Estas tensiones pueden conducir, por ejemplo, a roturas de tubería, lo que no solo conduce a una sustitución del tubo respectivo, sino también a costes considerablemente mayores. En algunos casos, por lo tanto, se adjuntan sensores a estos tubos, que indicarán y también enviarán una señal cuando aparezca un daño en el tubo. Sin embargo, resultó complejo proteger los sensores en estos tubos contra las influencias medioambientales.
El documento FR 2524 110 A1 muestra el preámbulo de la reivindicación 1.
Por el contrario, un aspecto de la presente descripción es proporcionar un método para fabricar un tubo de metal, en el que por lo menos se pueda situar una línea de señal situar de manera protegida.
Para solucionar este aspecto, se sugiere un método según la reivindicación 1 para fabricar un tubo de metal.
Resultó que mediante este método se puede fabricar un tubo con un tubo exterior y un tubo interior de metal, en el que es integrable una línea de señal o incluso una línea de señal con por lo menos un sensor.
En una realización de la descripción, el tubo exterior y/o el tubo interior están fabricados de un metal elegido de un grupo que consiste en acero, acero al carbono, acero inoxidable, acero al manganeso, una aleación a base de níquel, aluminio (Al), aleación a base de Al, cobre (Cu), aleación a base de Cu, circonio (Zr), aleación a base de Zr, titanio (Ti), aleación a base de Ti, una aleación de hierro-cromo-aluminio (FeCrAI), acero ferrítico o cualquier combinación de los mismos. Se entenderá que los tubos huecos, que se usan para proporcionar o fabricar el tubo exterior o el tubo interior, en una realización están hechos de un metal elegido de un grupo que consiste en acero, acero al carbono, acero inoxidable, acero al manganeso, un níquel. aleación a base de níquel, Al, aleación a base de Al, Cu, aleación a base de Cu, Zr, aleación a base de Zr, Ti, aleación a base de Ti, una aleación de hierro-cromoaluminio a FeCrAI, acero ferrítico o cualquier combinación de los mismos. Se debe entender que, en general, el material del tubo exterior y/o el tubo interior se pueden elegir independientemente uno de otro.
Mientras que en una realización de la presente descripción el tubo exterior y el tubo interior consisten en un material idéntico, en una realización alternativa el tubo exterior y el tubo interior comprenden materiales que son diferentes unos de otros. Esto último es ventajoso porque se pueden proporcionar diferentes propiedades de los materiales para el tubo exterior y para el tubo interior, que se pueden combinar arbitrariamente para obtener un tubo que se adopte para una aplicación particular.
En una realización de la descripción, las etapas de insertar el tubo interior dentro del tubo exterior y de estirar el tubo interior y el tubo exterior conjuntamente a través de una tercera matriz de estirado, se llevan a cabo en el orden exacto dado, es decir, una después de otra. Por el contrario, no hay ningún orden en particular que sea relevante para la presente descripción para proporcionar el tubo exterior y para proporcionar el tubo interior.
Generalmente, el tubo interior y el tubo exterior pueden tener diferentes secciones transversales, por ejemplo, circular, cuadrada, triangular o generalmente poligonal. Al proporcionar el tubo exterior o el tubo interior, por ejemplo, formando un hueco en el tubo exterior o en el tubo interior, respectivamente, en una realización se puede lograr simultáneamente una definición de la superficie de la sección transversal del tubo.
Por ejemplo, para un tubo cuadrado o rectangular, la dimensión exterior y la dimensión interior son la longitud lateral del cuadrilátero o la longitud lateral del rectángulo, que definen la sección transversal interior o la sección transversal exterior del tubo. El grosor de la pared es la diferencia entre la respectiva dimensión exterior y la dimensión interior asociada. Para un tubo circular, la dimensión exterior es el diámetro exterior del respectivo tubo y el diámetro interior es la dimensión interior del tubo respectivo. El grosor de la pared de un tubo circular es la diferencia entre el radio exterior y el radio interior.
Es crucial para el método de fabricación según la descripción que el tubo exterior provisto comprenda una dimensión exterior que se corresponda con la dimensión interior del tubo interior provisto, de modo que el tubo interior se pueda insertar en el tubo exterior con fuerzas comparativamente bajas para montar el tubo del tubo exterior y el tubo interior.
En una realización, el tubo exterior y el tubo interior son esencialmente cilíndricos huecos, de modo que comprenden una sección transversal circular. En tal realización, las superficies interiores de herramienta de las matrices de estirado primera, segunda y tercera comprenden una forma esencialmente cónica y la sección de estos conos que tiene el diámetro de sección transversal más pequeño define la dimensión de herramienta de la matriz de estirado respectiva.
Es esencial para poder proporcionar un tubo que tenga un sensor integrado y/o una línea de señal integrada, que una línea de señal, en una realización por lo menos una línea de señal y por lo menos un sensor, se pueda acomodar entre el tubo exterior y el tubo interior. Para hacerlo en una realización de la descripción durante la formación de un hueco dentro del tubo exterior o dentro del tubo interior estirando, se estira una ranura en la superficie interior del tubo exterior o en la superficie exterior del tubo interior o incluso en ambos. Se debe entender que esta ranura se extiende en la dirección longitudinal del tubo y de este modo proporciona por lo menos el espacio para una línea de señal.
Cuando se estira una ranura en la superficie interior del tubo exterior, este proceso de estirado se lleva a cabo mediante una primera matriz de estirado cuya superficie interior de herramienta forma la superficie exterior del tubo exterior y un mandril cuya superficie exterior de herramienta forma la superficie interior del tubo exterior. En tal realización, la superficie exterior de herramienta del mandril comprende por lo menos una sección que sobresale radialmente hacia fuera, de modo que durante el estirado esta sección estira la ranura en la superficie interior del tubo exterior.
Por el contrario, el estirado de un tubo hueco de metal por medio de una matriz de estirado, que en el sentido de la presente solicitud se indica como la segunda matriz de estirado, dentro del tubo interior en una realización de la descripción se puede realizar sin un mandril. Si se va a proporcionar una ranura para una línea de señal en una superficie exterior del tubo interior, la superficie interior de herramienta de la segunda matriz de estirado que define la superficie exterior del tubo interior debe comprender una sección que sobresale hacia dentro de manera que una ranura que se extiende en una dirección longitudinal del tubo interior se estire en la superficie exterior del tubo interior.
Mientras que en una realización de la descripción se proporciona exactamente una ranura en la superficie interior del tubo exterior y/o en la superficie exterior del tubo interior, alternativamente se pueden estirar una pluralidad de ranuras en el tubo exterior o en el tubo interior. Se entenderá que en tal realización, la superficie exterior de herramienta del mandril para situar las ranuras en la superficie interior del tubo exterior comprende un número correspondiente de secciones que sobresalen hacia fuera. En una realización, se estiran exactamente tres ranuras en la superficie interior del tubo exterior. En una realización, estas ranuras tienen una distancia en una dirección circunferencial de aproximadamente 120° entre sí.
Igualmente, para una pluralidad de ranuras provistas en la superficie exterior del tubo interior, la superficie interior de herramienta de la segunda matriz de estirado comprende una pluralidad de secciones que sobresalen hacia dentro. En una realización, se estiran exactamente tres ranuras en la superficie exterior del tubo interior. En una realización, estas ranuras tienen una distancia en una dirección circunferencial de aproximadamente 120° entre sí.
Al estirar el tubo interior y el tubo exterior conjuntamente por medio de la tercera matriz de estirado, en la que la tercera matriz de estirado tiene una superficie interior de herramienta que define la superficie exterior del tubo, el tubo exterior y el tubo interior se unen conjuntamente por ajuste forzado para formar el tubo a fabricar. Para proporcionar el ajuste forzado entre el tubo exterior y el tubo interior, la dimensión de herramienta de la superficie interior de herramienta de la tercera matriz de estirado debe ser menor que la dimensión exterior del tubo exterior alimentado a la tercera matriz de estirado. Durante la deformación en la tercera matriz de estirado, el tubo exterior se debe formar de modo que su dimensión interior se reduzca para proporcionar un ajuste forzado entre el tubo exterior y el tubo interior.
Para proporcionar este ajuste forzado, la dimensión exterior y la dimensión interior del tubo exterior antes del estirado a través de la tercera matriz de estirado, la dimensión exterior y la dimensión interior del tubo interior antes del estirado a través de la tercera matriz de estirado así como la dimensión de herramienta de la superficie interior de herramienta de la tercera matriz de estirado deben coincidir entre sí. Al hacerlo, el estirado común del tubo exterior y el tubo interior conjuntamente a través de la tercera matriz de estirado se puede designar como estirado del tubo exterior a través de la tercera matriz de estirado y encima o sobre un mandril que está formado por el tubo interior.
En una realización de la descripción, la dimensión de herramienta de la superficie interior de herramienta de la tercera matriz de estirado es igual a la dimensión exterior del tubo interior alimentado a la tercera matriz de estirado, es decir, antes del estirado a través de la tercera matriz de estirado, más doble del grosor de pared del tubo exterior introducido, es decir, antes del estirado del tubo exterior a través de la tercera matriz de estirado, y menos un valor de reducción, en el que el valor de reducción asciende a por lo menos 0.05 mm. De esta manera se proporciona un ajuste forzado suficiente mediante la reducción de las dimensiones del tubo exterior. En una realización de la descripción, el valor de reducción asciende a por lo menos 0.1 mm y en una realización adicional a por lo menos 0.15 mm.
Expresada en forma de fórmula la relación entre la dimensión exterior AD i del tubo interior alimentado a la tercera matriz de estirado, el grosor de la pared ADa - IDa del tubo exterior alimentado a la tercera matriz de estirado y la dimensión de herramienta ID z de la superficie interior de herramienta de la tercera matriz de estirado es
IDZ = ADt 2 *(ADa - IDa) — AW,
en la que AW es el valor de reducción.
En una realización adicional de la descripción, se considerará que por el estirado del tubo interior y el tubo exterior conjuntamente a través de la tercera matriz de estirado también se produce una deformación en una región de la superficie interior del tubo exterior o de la superficie exterior del tubo interior de tal manera que se requiere no hacer una o más ranuras estiradas en estas superficies más pequeñas mediante el estirado para permitir la inserción de una línea de señal y/o un sensor. Esto en particular es válido cuando la línea de señal y/o el sensor se colocan en la ranura antes del estirado a través de la tercera matriz de estirado.
De este modo en una realización de la descripción, el valor de reducción AW asciende como máximo a 1.0 mm. En una realización adicional, el valor de reducción asciende como máximo a 0.6 mm. En otra realización más, el valor de reducción asciende como máximo a 0.4 mm.
Para evitar una reducción sobrepasada de las dimensiones de la ranura durante el estirado a través de la tercera matriz de estirado en una realización de la descripción durante el estirado a través de la tercera matriz de estirado, la dimensión exterior del tubo interior se reduce en menos de 1 mm. En una realización adicional, la dimensión exterior del tubo interior se reduce en menos de 0.5 mm.
Según la invención, antes de la etapa de insertar el tubo interior en el tubo exterior, se coloca por lo menos una línea de señal en la ranura y, opcionalmente, también se coloca un sensor en la ranura. En una sola ranura se puede insertar una pluralidad de líneas de señal y una vez que se proporciona una pluralidad de ranuras en el tubo exterior y/o en el tubo interior en cada ranura se puede insertar una o una pluralidad de líneas de señal. Una línea de señal en el sentido de la presente solicitud se entiende que es cualquier línea que pueda transmitir una señal, es decir, información, desde un transmisor a un receptor. Aunque, en una realización, la línea de señal se elige de un grupo que consiste en una línea para una señal eléctrica, una línea para una señal electromagnética, una línea para una señal óptica y una combinación de las mismas.
Un ejemplo de una línea de señal de este tipo es un cable conductor de electricidad aislado o una fibra óptica de vidrio.
Mientras que las secciones que sobresalen hacia fuera o hacia dentro en la superficie exterior de herramienta del mandril o en la superficie interior de herramienta de la matriz de estirado pueden comprender un perfil arbitrario en una realización de la descripción, el perfil transversal de la respectiva sección saliente tiene la forma de un círculo dividido. Una ranura circular dividida de este tipo tiene la ventaja de que se puede fabricar fácilmente la herramienta correspondiente que tiene una larga vida útil.
En una realización de la descripción, la ranura comprende un ancho en una dirección circunferencial del tubo exterior o del tubo interior y una profundidad en una dirección radial del tubo exterior o del tubo interior, en la que el ancho es igual o menor o mayor que la profundidad. La herramienta correspondiente que forma un negativo de la ranura tiene una alta estabilidad. Por ello, la extensión de la ranura en la superficie exterior o en la superficie interior a lo largo del contorno de la superficie exterior o la superficie interior se entiende como la anchura en la dirección circunferencial.
Se entenderá que para un tubo que tiene una sección transversal circular, la anchura se mide a lo largo de la circunferencia de la superficie en la que está rebajada la ranura. En consecuencia, la profundidad de la ranura se mide en dirección radial. Para un tubo que tiene una sección transversal circular, esta dirección radial se extiende en la dirección del radio del tubo.
Para no debilitar el tubo terminado por las ranuras en uno de sus componentes, en una realización de la descripción antes de la etapa de insertar el tubo interior en el tubo exterior, por lo menos el tubo exterior se trabaja mediante corte de metal de modo que por lo menos se proporciona un rebaje en la superficie interior del tubo exterior, en el que el rebaje conecta a por lo menos una ranura o el tubo interior se trabaja mediante corte de metal de modo que se forma por lo menos un rebaje en la superficie exterior del tubo interior, en el que el rebaje conecta a por lo menos una ranura. De esta manera, se proporciona un espacio para alojar en particular un sensor en puntos en la dirección longitudinal del tubo, es decir, en una o más posiciones en la dirección longitudinal del tubo. De esta forma, el ancho de la ranura puede ser menor.
En una realización de la descripción, el trabajo por corte de metal se lleva a cabo mediante un método elegido de un grupo que consiste en fresado, taladrado, limado y una combinación de los mismos.
En una realización de la descripción, se coloca un sensor en la ranura y/o en el rebaje antes de la etapa de insertar el tubo interior en el tubo exterior. El sensor está conectado a una línea de señal, que se coloca en la ranura.
En una realización, un rebaje conecta a una ranura. El rebaje que conecta a la ranura en el sentido de la presente descripción quiere decir que la ranura y el rebaje en la superficie exterior o en la superficie interior proporcionan un espacio disponible continuo o un volumen continuo.
En una realización de la descripción, el rebaje comprende una profundidad en una dirección radial del tubo exterior o del tubo interior, en la que la profundidad del rebaje es igual a la profundidad de la ranura en la dirección radial del tubo exterior o del tubo interior.
En una realización de la descripción, el sensor se elige de un grupo que consiste en un sensor de aceleración, un sensor de vibración, un sensor de conductividad, un sensor de presión, un sensor de temperatura, un extensómetro, un sensor de corrosión, un sensor de campo magnético, un sensor de flujo de calor, un sensor de par y una combinación de los mismos.
En una realización de la descripción, la línea de señal y/o el sensor se pegan en la ranura y/o el rebaje con la ayuda de un adhesivo. Dicho encolado fija el sensor y la línea de señal en la ranura y/o en el rebaje durante la inserción del tubo interior en el tubo exterior y durante el estirado.
Si bien la ranura se puede proporcionar en toda la longitud del tubo mediante estirado, los rebajes en una realización de la descripción solo se pueden proporcionar en posiciones en una dirección longitudinal del tubo en las que se deben situar los sensores. De esta forma se puede reducir el tiempo necesario para trabajar mediante corte de metal.
Otras ventajas, características y aplicaciones de la presente descripción resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción de una realización y las figuras correspondientes.
La figura 1 muestra una vista en perspectiva en corte de un tubo interior fabricado por el método según la presente descripción.
La figura 2 muestra una vista en perspectiva en corte del tubo interior de la figura 1 con líneas de señal y sensores situados en el mismo.
La figura 3 muestra una vista en perspectiva en corte del tubo interior de las figuras 1 y 2 con un tubo exterior concéntrico al tubo interior, en la que el tubo interior y el tubo exterior se han fabricado mediante el método según la descripción.
La figura 4 muestra una vista desde arriba de la cara del extremo del tubo interior de las figuras 1 a 3.
La figura 5 muestra una vista transversal del tubo interior de las figuras 1 a 3 en un plano en el que está situado el sensor.
La figura 6 muestra una vista transversal a través del tubo con el tubo interior y el tubo exterior de la figura 3 en un plano en el que está situado un sensor.
La figura 7 muestra una vista transversal en una dirección longitudinal de una realización de una matriz de estirado para llevar a cabo el método según la descripción y para fabricar el tubo interior de las figuras 1 a 6.
La figura 8 muestra una vista transversal en una dirección lateral a través de la matriz de estirado de la figura 7. La figura 9 muestra una vista transversal de un tubo alternativo fabricado mediante una realización del método según la descripción.
La figura 10 muestra una vista transversal de un tubo fabricado mediante un método según la presente descripción. En las figuras, los elementos idénticos se han indicado con números de referencia idénticos.
La figura 1 muestra un tubo 1 interior, que comprende tres ranuras 4 en su superficie 2 exterior. Estas ranuras 4 están previstas para alojar una línea de señal 7 en un tubo fabricado a partir del tubo 1 interior y un tubo exterior, que en la figura 3 se indica por el número de referencia 5.
En la realización representada, el tubo 1 interior está formado en frío, en este caso un tubo de acero inoxidable estirado en frío. Mientras que las ranuras 4 se colocan en la superficie 2 exterior del tubo 1 por estirado, los rebajes 6 en la superficie 2 exterior del tubo se fresan.
Las figuras 7 y 8 muestran una matriz 9 de estirado para estirar el tubo 1 interior. La matriz 9 de estirado reduce el diámetro exterior del tubo hueco alimentado de tal manera que el tubo 1 interior inmediatamente estirado comprende un diámetro exterior que está definido por la dimensión de herramienta de la matriz 9 de estirado. En este caso, la dimensión de herramienta en el sentido de la presente solicitud denota el diámetro más pequeño de la superficie 10 cónica interior de herramienta. Este diámetro interior más pequeño de la matriz 9 de estirado de la figura 7 se alcanza en la posición indicada por 11. Además de la matriz 9 de estirado, se puede usar un mandril fijo o flotante para estirar el hueco en el tubo 1 acabado que define la dimensión interior, es decir, el diámetro interior del tubo 1 interior. Sin embargo, este no es obligatorio.
La figura 4 muestra una sección transversal a través del tubo 1 interior en un plano arbitrario fuera del rebaje 6. La superficie interior del tubo 1 interior se indica con el número de referencia 14.
Para estirar las ranuras 4 en la superficie 2 exterior del tubo 1 interior, se proporcionan tres secciones 12 salientes en la superficie interior de herramienta. Estas secciones 12 que sobresalen hacia dentro desde la superficie interior de herramienta están distanciadas entre sí 120° cada una en una dirección circunferencial. Cada una de las secciones que sobresalen hacia dentro comprende una sección transversal que tiene la forma de un círculo dividido, en donde con referencia a la superficie 10 interior de herramienta, el círculo dividido de cada una de las secciones que sobresalen hacia dentro es menor de 180°. De esta forma, las ranuras estiradas por la matriz 9 en la superficie 2 exterior del tubo 1 interior tienen una anchura en una dirección circunferencial del tubo 1 que es menor que su profundidad en una dirección radial del tubo 1.
Después de estirar a través de la matriz 9 de estirado, el tubo 1 interior de este modo no solo comprende su dimensión exterior y su dimensión interior, sino que muestra tres ranuras que distan cada una 120° de la siguiente ranura.
La matriz 9 de estirado de las figuras 7 y 8 en el sentido de la presente solicitud también se indica como la segunda matriz de estirado.
Después del estirado del tubo 1 interior, se fresan rebajes 6 adicionales en su superficie 2 exterior de modo que los rebajes 6 conecten con las ranuras 4.
La figura 5 muestra una vista transversal del tubo en un área del rebaje 6. Además, la figura 2 muestra el tubo interior con los rebajes 6 ya fresados.
Además, en la superficie 2 exterior del tubo 1 interior, se proporcionan tres rebajes 6 para acomodar un sensor, cada uno de los cuales está conectado a una única línea 7. Solo dos de los tres rebajes 6 son visibles en la vista en perspectiva de la figura 2, el tercero está oculto por el tubo 1.
Cada uno de los rebajes 6 conecta a una ranura 4 en el sentido de que la ranura 4 y el rebaje 6 forman un espacio de alojamiento continuo para las líneas de señal 7 y para los sensores 8.
A continuación, las líneas de señal 7 junto con los sensores 8 se pegan en las ranuras 4 y los rebajes 6, respectivamente. Con respecto a este pegado, solo es relevante que el pegado sea suficientemente estable para permitir la inserción del tubo 1 interior en el tubo 5 exterior. En la realización mostrada, las ranuras 4 están dimensionadas de manera que alojen dos líneas 7 de señal cada una.
Inicialmente, para fabricar el tubo completo, es irrelevante cómo se fabrica o se proporciona el tubo 5 exterior. Normalmente, el tubo 5 exterior será un tubo de acero inoxidable formado en frío.
Es crucial que la dimensión exterior del tubo 1 interior sea más pequeña que la dimensión interior del tubo 5 exterior. De esta manera, el tubo 1 interior se puede insertar con una pequeña fuerza dentro del tubo 5 exterior con baja fricción en el tubo 5 exterior. Una vez que el tubo 1 interior y el tubo 5 exterior comprenden una fricción que es demasiado alta cuando se inserta el tubo 1 interior en el tubo 5 exterior, se pueden dañar las líneas 7 de señal y los sensores 8 ya colocados en las ranuras 4 y en los rebajes 6.
A continuación, los tubos 1, 5 interior y exterior situados concéntricamente entre sí se unen mecánica y forzadamente en un tubo 16 estirando ambos tubos conjuntamente en un banco de estirado a través de una matriz de estirado. Esta matriz de estirado en el sentido de la presente solicitud se designa como tercera matriz de estirado. La tercera matiz de estirado comprende un diseño correspondiente al diseño de la matriz de estirado de las figuras 7 y 8, en el que la tercera matriz de estirado no comprende secciones salientes sobre la superficie interior de herramienta de conformación. Es crucial para esta etapa de un método para fabricar el tubo que el diámetro interior del tubo 5 exterior se reduzca de modo que la superficie interior del tubo 5 exterior se asiente sobre la superficie 2 exterior del tubo 1 interior. Al hacerlo, la dimensión de herramienta, es decir, el diámetro mínimo de herramienta, ID z de la superficie interior de herramienta se elige de modo que se cumple,
IDZ = ADt 2 * (ADa - IDa)-A W
en la que AD i es la dimensión exterior del tubo interior que se introduce en la tercera matriz de estirado, ADa - IDa es el grosor de la pared del tubo exterior entrante, y AW es el valor de reducción.
En la realización mostrada, la dimensión exterior del tubo 1 interior entrante antes del estirado a través de la tercera matriz de estirado asciende a 25.4 mm y el grosor de pared del tubo interior entrante asciende a 3 mm. El grosor de la pared del tubo exterior entrante asciende a 1 mm y el valor de reducción asciende a 0.1 mm. De ello, se ha derivado una dimensión de herramienta de 27.3 mm.
En la realización mostrada, el círculo dividido que forma la ranura 4 tiene un radio de 0.5 mm. El círculo dividido está rebajado en la superficie 2 exterior del tubo 1 interior de manera que la anchura de la ranura medida como línea de conexión entre los dos bordes en una dirección perpendicular al eje longitudinal del tubo 1 interior asciende a 1.88 mm. La profundidad de la ranura 4 en esta realización asciende a 0.7 mm medidos entre el punto de la ranura que tiene la mayor profundidad y la línea de conexión entre los dos bordes de la ranura en la superficie 2 exterior y perpendicular a esta línea de conexión.
La figura 6 muestra una vista transversal de los tubos completados de la figura 3 después de estirar el tubo 1 interior y el tubo 5 exterior a través de la tercera matriz de estirado. Cabe señalar que la superficie 2 exterior del tubo 1 interior contacta con la superficie 14 interior del tubo 5 exterior.
La superficie exterior del tubo 5 exterior en las figuras se indica con el número de referencia 15.
En la realización mostrada, la segunda matriz de estirado comprende una dimensión de herramienta, es decir, un diámetro mínimo de herramienta de 27.3 mm. El diámetro exterior del tubo exterior que entra en la tercera matriz de estirado asciende a 30 mm con un grosor de pared de 1 mm.
La figura 9 muestra un tubo 16', en la que el tubo 1 ’ interior tiene una superficie 2’ exterior sin ranuras ni rebajes. En su lugar, se estiran tres ranuras 13 en el tubo 5’ exterior montado sobre el tubo 1’ interior. Con este propósito, el tubo exterior se ha estirado de un tubo hueco, en el que se ha usado como herramienta una matriz de estirado y un mandril fijo. Esta matriz de estirado forma la primera matriz de estirado en el sentido de la presente solicitud.
El mandril 2 en su superficie de herramienta que define la superficie interior del tubo exterior comprende tres secciones que sobresalen hacia fuera para estirar las ranuras 13 en la superficie interior del tubo exterior. Además, es posible que también en la superficie interior 17' del tubo 5’ exterior, se proporcionen rebajes en los que se puedan colocar sensores. Estos rebajes se pueden insertar en la superficie 17’ interior mediante fresado.
La figura 10 muestra una sección transversal esquemática a través de un tubo 16". En este tubo 16", la superficie 17’ interior del tubo 5’ exterior así como la superficie 2 exterior del tubo 1 interior comprenden cada una cuatro ranuras 4, 13. Las ranuras 4 del tubo 1 interior y las ranuras 13 del tubo 5’ exterior se han fabricado como se ha descrito para el tubo 1 interior de las figuras 1 a 5 y para el tubo exterior 5' de la figura 9. Las ranuras 4, 13 se sitúan de manera que definen un espacio común.
Lista de referencia
1, 1' tubo interior
2, 2' superficie exterior del tubo interior
4 ranura en la superficie exterior del tubo interior
5, 5' tubo exterior
6 rebaje
7 línea de señal
8 sensor
9 tercera matriz de estirador
10 superficie interior de herramienta de la matriz de estirado
11 dimensión de herramienta
12 sección que sobresale de la superficie interior de herramienta
13 ranura en la superficie interior del tubo exterior
14, 14' superficie interior del tubo interior
15 superficie exterior del tubo exterior
16, 16', 16" tubo
17, 17' superficie interior del tubo exterior

Claims (8)

REIVINDICACIONES
1. Un método para fabricar un tubo (16, 16') de metal, en el que el tubo (16, 16') comprende una superficie (15) exterior y una superficie (14, 14') interior, comprendiendo el método las etapas de,
proporcionar un tubo (5, 5') exterior de metal con una superficie (15) exterior, una superficie (17, 17') interior, una dimensión exterior y una dimensión interior,
proporcionar un tubo (1, 1') interior de metal con una superficie exterior (2, 2'), una superficie interior (14, 14'), una dimensión exterior y una dimensión interior,
en el que proporcionar el tubo interior (1) comprende las etapas de,
- proporcionar un tubo hueco de metal,
- estirar el tubo hueco de metal a través de una segunda matriz (9) de estirado que tiene una superficie (10) interior de herramienta que forma la superficie (2) exterior del tubo interior (1) dentro del tubo interior (1),
en el que la dimensión de herramienta de la superficie (10) interior de herramienta de la segunda matriz (9) de estirado se elige de manera que la dimensión exterior del tubo (1) interior sea menor que la dimensión interior del tubo exterior (5, 5') y
en el que la superficie (10) interior de herramienta de la segunda matriz (9) de estirado comprende por lo menos una sección (12) que sobresale hacia dentro, de modo que una ranura (4) que se extiende en una dirección longitudinal del tubo interior (1) se estira en la superficie (2) exterior del tubo (1) interior,
en el que proporcionar el tubo (5, 5') exterior comprende opcionalmente las etapas de,
- proporcionar un tubo hueco de metal,
- estirar el tubo hueco de metal a través de una primera matriz de estirado con una superficie (10) interior de herramienta que forma la superficie (15) exterior del tubo (5’) exterior y sobre un mandril con una superficie exterior de herramienta que forma la superficie (17’) interior del tubo (5’) exterior dentro del tubo (5’) exterior,
en el que una dimensión de herramienta de la superficie interior de herramienta de la primera matriz de estirado y una dimensión de herramienta de la superficie exterior de herramienta del mandril se eligen de manera que la dimensión interior del tubo (5, 5’) exterior sea mayor que la dimensión exterior del tubo (1,1') interior y
en el que la superficie exterior de herramienta del mandril comprende por lo menos una sección que sobresale hacia fuera de manera que una ranura (13) que se extiende en una dirección longitudinal del tubo (5’) exterior se estira en la superficie (17’) interior del tubo (5’) exterior,
insertar el tubo (1,1’) interior dentro del tubo (5, 5’) exterior de manera que el tubo (1, 1’) interior se extienda en el tubo (5, 5’) exterior, y
estirar el tubo (1, 1’) interior y el tubo (5, 5’) exterior conjuntamente a través de una tercera matriz de estirado con una superficie interior de herramienta que forma la superficie (15) exterior del tubo (16,16'), en el que una dimensión de herramienta de la superficie interior de herramienta de la tercera matriz de estirado se elige de modo que mediante el estirado la dimensión interior del tubo (5, 5’) exterior se reduzca de modo que después de estirar el tubo (5, 5’) exterior se ajusta con fuerza sobre el tubo (1,1') interior
caracterizado por el hecho de que antes de la etapa de insertar el tubo (1, 1’) interior dentro del tubo (5, 5’) exterior se coloca por lo menos una línea (7) de señal en la ranura (4) del tubo interior.
2. El método según la reivindicación 1, en el que la línea de señal se elige de un grupo que consiste en una línea para una señal eléctrica, una línea para una señal electromagnética, una línea para una señal óptica y una combinación de las mismas.
3. El método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el tubo (5, 5’) exterior comprende un grosor de pared antes del estirado a través de la tercera matriz de estirado y la dimensión de herramienta de la superficie interior de herramienta de la tercera matriz de estirado se elige de modo que la dimensión de herramienta de la superficie interior de herramienta de la tercera matriz de estirado sea igual a la dimensión exterior del tubo (1, 1’) interior antes del estirado a través de la tercera matriz de estirado más el doble del grosor de pared del tubo (5, 5’) exterior antes del estirado a través de la tercera matriz de estirado y menos un valor de reducción, en el que el valor de reducción asciende a por lo menos 0.01 mm, tal como por lo menos 0.05 mm.
4. El método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que por lo menos la superficie exterior de herramienta del mandril comprende una pluralidad de secciones que sobresalen hacia fuera o la superficie (10) interior de herramienta de la segunda matriz (9) de estirado comprende una pluralidad de secciones (12) que sobresalen hacia dentro, de modo que una pluralidad de ranuras (4, 13) se estira en la superficie (17) interior del tubo (5’) exterior o en la superficie (2) exterior del tubo (1) interior en una dirección longitudinal.
5. El método según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que antes de la etapa de insertar el tubo (1, 1’) interior en el tubo (5, 5’) exterior, se trabaja por lo menos el tubo (5’) exterior mediante corte de metal, de modo que se forme por lo menos un rebaje en el superficie (17’) interior del tubo (5’) exterior, en el que el rebaje está conectado a por lo menos una ranura (13), o el tubo interior (1) se trabaja mediante corte de metal de modo que por lo menos se proporciona un rebaje (6) en la superficie exterior (2) del tubo interior (1), en el que el rebaje (6) se conecta a por lo menos una ranura.
6. El método según la reivindicación 5, caracterizado por el hecho de que el rebaje (6) tiene una profundidad en dirección radial del tubo (5’) exterior o del tubo (1) interior, en el que la profundidad del rebaje (6) es igual a la profundidad de la ranura (4,13) en la dirección radial del tubo (5’) exterior o del tubo (1) interior.
7. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6, caracterizado por el hecho de que antes de la etapa de insertar el tubo (1, 1’) interior en el tubo (5, 5’) exterior se coloca por lo menos un sensor (8) en la ranura (4, 13) o en el rebaje (6), en el que el sensor (8) está conectado a una línea (7) de señal.
8. El método según la reivindicación 7, caracterizado por el hecho de que el sensor (8) se elige de un grupo que consiste en un sensor de aceleración, un sensor de vibración, un sensor de conductividad, un sensor de presión, un sensor de temperatura, un extensómetro, un sensor de corrosión, un sensor de campo magnético, un sensor de flujo de calor y un sensor de par o cualquier combinación de los mismos.
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