ES2921753T3

ES2921753T3 - Resorte hueco y método para su fabricación

Info

Publication number: ES2921753T3
Application number: ES18823224T
Authority: ES
Original assignee: Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd
Priority date: 2017-06-28
Filing date: 2018-06-28
Publication date: 2022-08-31
Anticipated expiration: 2038-06-28
Also published as: WO2019004375A1; US20200094376A1; EP3608057B1; CN110678295A; BR112019025890A2; EP3608057A4; KR102153847B1; CA3133268C; CN110678295B; US10987779B2; PH12019502534A1; JPWO2019004375A1; CA3065750C; CA3065750A1; BR112019025890B1; RU2741437C1; TW201907096A; WO2019003477A1; WO2019003397A1; JP2020038010A

Abstract

Un resorte hueco incluye un tubo de acero en el que el promedio de la rugosidad de la superficie es inferior a 10 μm en toda la superficie interna del tubo de acero y/o la tensión residual de compresión se aplica a toda la superficie interna del tubo de acero. El resorte hueco puede fabricarse mediante un paso de pulido de la superficie interna del tubo de acero haciendo fluir un medio abrasivo viscoelástico (200) dentro del miembro tubular (10), entre una primera abertura (11) y una segunda abertura (12) de el miembro tubular (10). El medio abrasivo (200) puede incluir un material base viscoelástico y un abrasivo granular. La superficie interna del tubo de acero se pule uniformemente para reducir la rugosidad de la superficie y/o se le aplica una tensión residual de compresión para aumentar la vida útil del resorte hueco. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Resorte hueco y método para su fabricación

CAMPO TÉCNICO

[0001] La presente invención se refiere a un resorte hueco con la resistencia a la fatiga mejorada y a un método de fabricación del mismo. Dicho resorte hueco y método son conocidos, por ejemplo, por el documento JP H07266837 A.

ESTADO DE LA TÉCNICA

[0002] Se están estudiando resortes huecos con el fin de reducir el peso de los vehículos, por ejemplo, los automóviles. A modo de un tipo de resortes huecos, se proporciona una barra estabilizadora hueca producida doblando un tubo de acero en una forma predeterminada para reducir el rodamiento del cuerpo de vehículo al doblar, por ejemplo. En los últimos años, han tendido a aumentar los requisitos de reducción del peso en vista de la conservación de energía y de recursos. Sigue aumentando la demanda de barras estabilizadoras huecas, en lugar de estabilizadores sólidos (véase PTL 1).

[0003] En un resorte hueco, la tensión en la superficie interior del tubo suele ser menor que en la superficie exterior. No obstante, cuando se lleva a cabo el granallado para la superficie exterior con el fin de proporcionar tensión residual de compresión, la tensión en la superficie exterior se reduce y la diferencia en la tensión entre la superficie exterior e interior se reduce. A medida que el grosor de pared del resorte hueco se reduce para conseguir reducir el peso, la tendencia anterior se acentúa, lo que en algunos casos provoca una rotura originada en la superficie interior.

[0004] Dado que la rotura por fatiga se origina generalmente en la superficie, la reducción de la rugosidad de superficie contribuye a la reducción de la concentración de tensión y permite mejorar la resistencia a la fatiga. Por ejemplo, se proporciona una técnica que reduce la rugosidad de superficie de la superficie exterior de un material de tubería mediante decapado con abrasivo sobre la superficie interior (PTL 2), por ejemplo.

[0005] Asimismo, se proporciona otra técnica que realiza un granallado en la superficie interior de un material de tubería para proporcionar tensión residual de compresión a la superficie interior, de manera que se aumenta la resistencia y la durabilidad de la superficie interior (PTL 3).

LISTA DE CITAS LITERATURA PATENTE

[0006]

PTL 1: JP H7-89325 A

PTL 2: JP 2012-117652 A

PTL 3: JP 2009-125827 A. También se resaltan las divulgaciones del documento JP H 07266837,

que expone el preámbulo de la reivindicación 1 y un método parecido al de la reivindicación 2, en el que el paso de pulido es anterior a la flexión y el tratamiento térmico del resorte hueco. También se destaca el documento JP2015 120153, US2016/082565 y el documento EP2857537.

PROBLEMA TÉCNICO

[0007] Los resortes huecos tienen formas complejas formadas mediante flexión. Cuando el grosor de pared de un resorte hueco se reduce para reducir el peso, es probable que las porciones dobladas tengan secciones transversales aplanadas. Cuando la superficie interior de dicho resorte hueco se somete a decapado con un abrasivo, el abrasivo tiende a golpear algunas zonas más fuertemente que otras zonas. Por consiguiente, es complicado mejorar la resistencia a la fatiga mediante el pulido uniforme de la superficie interior para reducir la rugosidad de superficie o al proporcionar una tensión residual de compresión a la superficie interior.

[0008] En PTL 3, se lleva a cabo el granallado al mismo tiempo que se desplaza un elemento de reflexión, lo que hace que se complique el proceso. Por lo tanto, la técnica de PLT 3 no es suficiente para tratar materiales de tubería de formas más complejas o de diámetro más fino.

[0009] Se propone la realización en vista de las circunstancias mencionadas anteriormente. Un objeto de la realización consiste en proporcionar un resorte hueco con la resistencia a la fatiga mejorada mediante el pulido uniforme de la superficie interior para reducir la rugosidad de superficie y/o al proporcionar una tensión residual de compresión a la superficie interior y en proporcionar un método para la fabricación del mismo.

SOLUCIÓN AL PROBLEMA

[0010] Para solucionar el problema mencionado anteriormente, en un primer aspecto de la invención, se proporciona un resorte hueco de acuerdo con la reivindicación 1.

[0011] [SUPRIMIDO]

[0012] En un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un método de fabricación de un resorte hueco de acuerdo con la reivindicación 2. El medio abrasivo puede incluir un material de base viscoelástica y un abrasivo granular.

[0013] El paso de pulido puede incluir un paso de hacer fluir el medio abrasivo desde la primera abertura del tubo de acero hacia la segunda abertura. El paso de hacer fluir el medio abrasivo puede incluir, además, suministrar el medio abrasivo desde una fuente de suministro a la primera abertura del tubo de acero.

[0014] El paso de pulido puede incluir: un primer paso de hacer fluir el medio abrasivo desde la primera abertura del tubo de acero hacia la segunda abertura; y un segundo paso de hacer fluir el medio abrasivo desde la segunda abertura hacia la primera abertura. El primer paso puede suministrar el medio abrasivo desde la fuente de suministro a la primera abertura del tubo de acero y recoger el medio abrasivo de la segunda abertura del tubo de acero a la fuente de suministro, mientras que el segundo paso suministra el medio abrasivo desde la fuente de suministro hasta la segunda abertura del tubo de acero y recoge el medio abrasivo de la primera abertura del tubo de acero a la fuente de suministro.

[0015] Un resorte hueco puede fabricarse con el método mencionado anteriormente.

EFECTO

[0016] De acuerdo con la presente invención, en el resorte hueco, se pule de manera uniforme la superficie interior del tubo de acero y se le proporciona tensión residual de compresión. De este modo, el tubo de acero tiene una resistencia a la fatiga mejorada. Asimismo, se pule la superficie interior del resorte hueco y se le proporciona tensión residual de compresión y, por lo tanto, aumenta la resistencia a la fatiga del resorte hueco.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

[0017]

La figura 1 muestra un diagrama de flujos que ilustra una serie de pasos para fabricar una barra estabilizadora hueca;

La figura 2 muestra un diagrama que ilustra un aparato utilizado para implementar un método de fabricación de una barra estabilizadora hueca de acuerdo con la invención;

La figura 3 muestra un dibujo con tres vistas que ilustra un material tubular;

La figura 4 muestra vistas en sección transversal de una porción doblada de un elemento tubular;

La figura 5 muestra una vista en sección transversal para explicar el pulido de la superficie interior de un elemento tubular;

La figura 6 muestra gráficos que ilustran ondas de rugosidad de superficie del ejemplo 1;

La figura 7 muestra gráficos que ilustran los resultados de medir la rugosidad de superficie de la superficie interior en una porción doblada y una porción recta del elemento tubular;

La figura 8 muestra un gráfico que ilustra los resultados de medir la tensión residual en la superficie interior del elemento tubular del ejemplo 1;

La figura 9 muestra una vista superior del elemento tubular que ilustra posiciones en las que la rugosidad de superficie se mide en el ejemplo 2;

La figura 10 muestra una vista en sección transversal del elemento tubular que ilustra puntos en los que la rugosidad de superficie se mide en el ejemplo 2;

La figura 11 muestra un gráfico que ilustra la media de los resultados de medir la rugosidad de superficie del ejemplo 2;

La figura 12 muestra un gráfico que ilustra los resultados de medir la rugosidad de superficie del ejemplo 2 en relación con la forma local del elemento tubular;

La figura 13 muestra un gráfico que ilustra los resultados de medir la tensión residual del ejemplo 2 en relación con la forma local del elemento tubular.

DESCRIPCIÓN DE REALIZACIONES

[0018] De aquí en adelante, se proporciona una descripción de un resorte hueco de acuerdo con una realización y un método de fabricación del mismo en detalle con referencia a los dibujos. El resorte hueco de la realización está formado por un tubo de acero. La media de la rugosidad de superficie del mismo es inferior a 10 pm a lo largo de toda la superficie interior. Se le proporciona tensión residual de compresión a la totalidad de la superficie interior del tubo de acero. Esta realización se describe suponiendo que el resorte hueco es una barra estabilizadora hueca. Sin embargo, la realización no se limita a la barra estabilizadora hueca y es aplicable a otros tipos de resortes huecos, tales como resortes helicoidales huecos para suspensiones de automóvil, por ejemplo. En la barra estabilizadora hueca de la realización, el cuerpo de la barra estabilizadora hueca, distinto de las porciones de extremo que cumplen la función de conexión a otros miembros, corresponde al resorte hueco.

[0019] Tal y como se ilustra en el diagrama de flujos de la figura 1, la barra estabilizadora hueca de acuerdo con la invención se fabrica mediante una serie de pasos del método de fabricación de acuerdo con la realización, que incluyen: recibir un tubo de acero como materia prima (paso S1); cortar (paso S2); doblar (paso S3); tratar térmicamente (paso S4); pulir la superficie interior (paso S5); aplicar tratamiento final (paso S6); granallar (paso S7); y revestir (paso S8).

[0020] El método de fabricación de la invención corresponde al paso de pulir la superficie interior (paso S5). En el método de fabricación de la realización, se proporciona un tubo de acero que ha sido sometido a la recepción de una materia prima (paso S1), el cortado (paso S2), la flexión (paso S3) y el tratamiento térmico (paso S4), y se somete al pulido de la superficie interior. En la siguiente descripción, al tubo de acero al que se debe aplicar el método de fabricación de la realización después de los pasos S1 a S4, se le hace referencia como elemento tubular por conveniencia.

[0021] El método de fabricación de la invención recibe el elemento tubular sometido a tratamiento térmico, tal como templado y revenido, en el paso S4 y, a continuación, realiza un proceso que corresponde al pulido de la superficie interior en el paso S5 para reducir la rugosidad de superficie de la superficie interior y proporciona tensión residual de compresión a la superficie interior. Para reducir la rugosidad de superficie de la superficie interior y proporcionar tensión residual de compresión, el elemento tubular ha de someterse al tratamiento térmico del paso S4 antes de aplicársele al mismo el método de fabricación de la realización.

[0022] Si se invierte el orden del método de fabricación de la invención y el tratamiento térmico del paso S4 para que el tratamiento térmico se realice tras el pulido de la superficie interior del método de fabricación de la invención, el tratamiento térmico puede aumentar la rugosidad de superficie o reducir la tensión residual de compresión.

[0023] Como ejemplo comparativo, la tabla 1 ilustra la variación de rugosidad de superficie de la superficie interior en el caso de realizar un tratamiento térmico para el tubo de acero después del pulido de la superficie interior. La rugosidad media aritmética Ra (unidad: pm) y la rugosidad máxima Rz (unidad: pm), que se miden con un dispositivo de medición de tipo aguja, se reducen temporalmente con respecto a las de la materia prima debido al pulido de la superficie interior, pero acaban aumentando debido al tratamiento térmico. Dado que el tratamiento térmico aumenta la rugosidad de superficie, es obviamente inadecuado que el tratamiento térmico se realice después del pulido de la superficie interior. La tabla 1 muestra los datos medidos en la misma posición del mismo tubo de acero.

T l 1

[0024] La figura 2 muestra una vista que ilustra un aparato utilizado para llevar a cabo el método de fabricación de una barra estabilizadora hueca. El aparato ilustrado en la figura 2 suministra un medio abrasivo para fluir dentro de un elemento tubular 10 y pulir la superficie interior del mismo. El aparato incluye: una primera fuente de suministro 31 que suministra el medio abrasivo; un primer conductor 35 que acciona la primera fuente de suministro 31; y un primer canal 21 que conecta la primera fuente de suministro 31 y el elemento tubular 10 para alimentar el medio abrasivo. El aparato incluye, además: una segunda fuente de suministro 32 que suministra el medio abrasivo; un segundo conductor 36 que acciona la segunda fuente de suministro; y un segundo canal 22 que conecta la segunda fuente de suministro 32 y el elemento tubular 10 para alimentar el medio abrasivo.

[0025] La figura 3 muestra una figura con tres vistas que ilustra un elemento tubular 10. La figura 3(a) es la vista superior del mismo. La figura 3(b) es la vista frontal y la figura 3(c) es la vista lateral. El elemento tubular 10 se forma al doblar un tubo de acero en forma de U y al llevar a cabo un tratamiento térmico, que incluye templado y revenido, del tubo de acero doblado. El primer y el segundo extremos 11 y 12 del elemento tubular 10 son abiertos y constituyen una primera y una segunda aberturas 11a y 12a, respectivamente.

[0026] La figura 4 muestra diagramas que ilustran la variación en forma de sección transversal de porciones dobladas del elemento tubular 10. La figura 4(a) ilustra la forma de una sección transversal AA en la figura 3(a); la figura 4(b), la forma de una sección transversal BB; y, en la figura 4(c), la forma de una sección transversal CC. La forma de sección transversal del elemento tubular 10 ilustrado en la figura 4(b) es más aplanada que en las figuras 4(a) y 4(b). Cuando se reduce el grosor de pared del elemento tubular 10 para reducir el peso, las secciones transversales de las porciones dobladas tienen una pronunciada tendencia a ser aplanadas.

[0027] La primera y segunda fuentes de suministro 31 y 32 de la figura 2 suministran un medio abrasivo viscoelástico al elemento tubular 10 a través del primer y segundo canales 21 y 22, respectivamente. La primera y segunda fuentes de suministro 31 y 32 recogen el medio abrasivo del elemento tubular 10 a través del primer y segundo canales 21 y 22, respectivamente. Mientras que la primera fuente de suministro 31 suministra el medio abrasivo al elemento tubular 10 a través del primer canal 21, la segunda fuente de suministro 32 puede recoger el medio abrasivo a través del segundo canal 22. Mientras que la segunda fuente de suministro 32 suministra el medio abrasivo al elemento tubular 10 a través del segundo canal 22, la primera fuente de suministro 31 puede recoger el medio abrasivo a través del primer canal 21.

[0028] El medio abrasivo contiene un abrasivo granular (granos abrasivos) en un material de base viscoelástica y tiene la propiedad de fluir en condiciones de alta presión. El material de base puede ser un material polimérico, como el polímero de poliborosiloxano. El abrasivo puede ser carburo de silicio o diamante. El material de base y el abrasivo del medio abrasivo no se limitan a los ejemplificados en la presente memoria y pueden ser algunos adecuados.

[0029] La figura 5 muestra una vista en sección transversal que ilustra el pulido de la superficie interior del elemento tubular 10. La primera abertura 11a del primer extremo 11 del elemento tubular 10 está conectada al primer canal 21 con un primer accesorio 25. La segunda abertura 12a del segundo extremo 12 del elemento tubular 10 está conectada al segundo canal 22 con un segundo accesorio 26.

[0030] En un primer proceso, se suministra un medio abrasivo 200 desde la primera fuente de suministro 31 a la primera abertura 11a del elemento tubular 10 a través del primer canal 21. El medio abrasivo 200 suministrado a la primera abertura 11a fluye dentro del elemento tubular 10 hacia la segunda abertura 12a y es descargado desde la segunda abertura 12a. El medio abrasivo 200 descargado desde la segunda abertura 12a se recoge hacia la segunda fuente de suministro 32 a través del segundo canal 22.

[0031] En un segundo proceso, el medio abrasivo 200 se suministra desde la segunda fuente de suministro 32 a la segunda abertura 12a del elemento tubular 10 a través del segundo canal 22. El medio abrasivo 200 suministrado a la segunda abertura 12a fluye dentro del elemento tubular 10 hacia la primera abertura 11a y es descargado desde la primera abertura 11a. El medio abrasivo 200 descargado desde la primera abertura 11a se recoge hacia la primera fuente de suministro 32 a través del primer canal 21.

[0032] El primer y el segundo procesos mencionados se alternan, y el medio abrasivo 200 oscila dentro del elemento tubular 10. El medio abrasivo 200 contiene un abrasivo granular (granos abrasivos) y fluye dentro del elemento tubular 10 mientras pule la superficie interior del elemento tubular 10. La superficie interior del elemento tubular 10 es pulida gradualmente por el medio abrasivo que fluye dentro del elemento tubular 10. Incluso en el elemento tubular 10 que está doblado en forma de U como se ilustra en la figura 3 y tiene una sección transversal plana en las porciones dobladas como se ilustra en la figura 4, el interior del elemento tubular 10 es pulido uniformemente por el medio abrasivo que fluye 200. A continuación, la superficie interior de la barra estabilizadora hueca se pule uniformemente para reducir la rugosidad de superficie y se le da tensión residual de compresión y, por lo tanto, se mejora la resistencia a la fatiga de la barra estabilizadora hueca.

[0033] En el ejemplo ilustrado en esta realización, el primer y el segundo proceso se alternan, y el medio abrasivo 200 oscila dentro del elemento tubular 10. Sin embargo, la presente invención no se limita a este ejemplo, definido por el alcance de las reivindicaciones anexas. Por ejemplo, el método de la presente invención puede incluir cualquiera de entre el primer proceso en el que el medio abrasivo 200 fluye desde la primera abertura 11a hacia la segunda abertura 12a dentro del elemento tubular 10 y el segundo proceso en el que el medio abrasivo 200 fluye desde la segunda abertura 12a hacia la primera abertura 11a dentro del elemento tubular 10.

[0034] Además, en esta realización, la primera y segunda fuentes de suministro 31 y 32 se proporcionan por separado como se ilustra en la figura 2. La presente invención no se limita a esta configuración, sino que se define por el alcance de las reivindicaciones anexas.

[0035] A la primera y segunda aberturas 11a y 12a del elemento tubular 10 se les suministra el medio abrasivo desde la misma fuente de suministro a través del primer y segundo canales 21 y 22, respectivamente. El medio abrasivo puede ser suministrado o recogido por la misma fuente de suministro de manera que el medio abrasivo oscile dentro del elemento tubular 10 o el medio abrasivo fluya en una dirección dentro del elemento tubular 10, por ejemplo.

EJEMPLO 1

[0036] En el ejemplo 1, se aplicó el método de fabricación de una barra estabilizadora hueca de la realización, y se confirmó si la superficie interior del elemento tubular doblado en forma de U que se ilustra en la figura 3 fue pulida. En el ejemplo 1, la medición se realizó para porciones dobladas sometidas a flexión y porciones rectas intermedias no sometidas a flexión.

[0037] En el ejemplo 1, el medio abrasivo contenía carburo de silicio como abrasivo. El carburo de silicio tenía un tamaño de grano equivalente al de las piedras de amolar fijas de #80 a #100. El medio abrasivo se suministró desde la fuente de suministro del medio abrasivo al elemento tubular y voló el mismo dentro del elemento tubular en condiciones de una presión de 5 MPa, un caudal de 600 mm/min, y un tiempo de pulido de 20 minutos.

[0038] La tabla 2 ilustra los resultados de la medición de la rugosidad de superficie de la superficie interior con el dispositivo de medición de tipo aguja después de que el medio abrasivo se hiciera fluir dentro de un elemento tubular para pulir la superficie interior del mismo. La tabla 2 muestra la rugosidad media aritmética Ra (unidad: pm) y la rugosidad máxima Rz (unidad: pm) en una porción doblada y una porción recta. La tabla 2 también ilustra los resultados de la medición de la rugosidad de superficie de la superficie interior de un elemento tubular sin pulir, en una porción doblada y una porción recta en las mismas condiciones, como ejemplo comparativo.

T l 21

[0039] La figura 6 ilustra los resultados de la medición de los datos de onda de rugosidad del ejemplo 1. La figura 6(a) ilustra la onda de rugosidad de la porción doblada del ejemplo 1. La figura 6(b) ilustra la onda de rugosidad de la porción recta del ejemplo 1. La figura 6(c) ilustra la onda de rugosidad de la porción doblada del ejemplo comparativo. La figura 6(d) ilustra la onda de rugosidad de la porción recta del ejemplo comparativo.

[0040] La tabla 2 y la figura 6 muestran que la rugosidad de superficie tanto de la porción doblada como recta del ejemplo 1 era menor que las del ejemplo comparativo. Por consiguiente, el ejemplo 1 pone de manifiesto que el método de fabricación de una barra estabilizadora hueca de acuerdo con la invención puede reducir de manera suficiente la rugosidad de superficie dentro del elemento tubular, tanto en la porción doblada como en la recta.

[0041] La figura 7 ilustra gráficos de los resultados de la medición de la rugosidad de superficie en cuatro puntos situados de forma aleatoria en la dirección circunferencial de la superficie interior, en las porciones doblada y recta del elemento tubular del ejemplo 1. La figura 7(a) muestra la rugosidad media aritmética Ra y la rugosidad máxima Rz en la porción doblada del elemento tubular en el eje vertical para cada punto en el eje horizontal, desde el primer al cuarto punto. El diagrama incluye los promedios de la rugosidad media aritmética Ra y la rugosidad máxima Rz conjuntamente. La figura 7(b) muestra la rugosidad en la porción recta del elemento tubular de manera similar.

[0042] Como se muestra en la figura 7, los valores numéricos de la rugosidad media aritmética Ra y de la rugosidad máxima Rz en los cuatro puntos eran comparativamente cercanos a los promedios de los cuatro puntos, tanto en la porción doblada (figura 7(a)) como en la porción recta (figura 7(b)). Esto pone de manifiesto que, de acuerdo con el método de fabricación de una barra estabilizadora hueca de la invención, la superficie interior se pule de manera que la rugosidad de superficie es constante independientemente de la posición circunferencial, en las porciones doblada y recta.

[0043] La figura 8 muestra un gráfico que ilustra los resultados de la medición de la tensión residual en la superficie interior de la porción recta del elemento tubular 10. La tensión residual se midió con respecto a la distancia desde la superficie interior del elemento tubular 10 en la dirección de profundidad utilizando un aparato de medición de tensión por rayos X. Los valores de medición a en el diagrama se obtuvieron en el caso en que la superficie interior del elemento tubular 10 se pulió como se ha descrito anteriormente. El diagrama también muestra los valores de medición b obtenidos en el caso en que la superficie interior del elemento tubular 10 no se pulió para su comparación.

[0044] La tensión residual en el caso en que la superficie interior no se pulió, indicada por los valores de medición b en la figura 8, tomó un valor positivo en la superficie interior del elemento tubular 10 y disminuyó con la distancia desde la superficie interior a saturar hasta un valor negativo sustancialmente constante. Esto muestra que la tensión residual es una tensión de tracción en la superficie interior mientras que cambia a una tensión de compresión a cierta distancia de la superficie interior.

[0045] Por otro lado, la tensión residual en el caso de que la superficie interior se pula, indicada por los valores de medición a en la figura 8, tomó un valor negativo en la superficie interior del elemento tubular 10. El valor absoluto de la tensión residual era mayor que en el caso en el que la superficie interior no se pulió, indicado por los valores de medición b. El valor absoluto disminuyó con la distancia desde la superficie interior, y la tensión residual se saturó hasta alcanzar un valor negativo sustancialmente constante. Esto demuestra que el valor absoluto de la tensión residual en la superficie interior es mayor que en el caso en que la superficie interior está sin pulir y también muestra que la tensión residual es una tensión de compresión, independientemente de la distancia desde la superficie interior.

[0046] Como se ha descrito anteriormente, el pulido de la superficie interior del elemento tubular 10 proporciona una tensión residual de compresión a la superficie interior de forma adecuada.

[0047] La tensión residual de compresión se produce mediante el pulido de la superficie interior del elemento tubular como se ha descrito anteriormente de forma simultánea, mientras que la rugosidad se reduce mediante el pulido de la superficie interior del elemento tubular 10. Por lo tanto, el número de pasos para procesar el elemento tubular 10 no cambia, y la carga de trabajo no aumenta.

[0048] La tabla 3 muestra los resultados de ensayos de fatiga por flexión repetidos para las barras estabilizadoras huecas fabricadas mediante el pulido uniforme de la superficie interior del elemento tubular. El ejemplo 1 son barras estabilizadoras huecas con las superficies interiores pulidas de acuerdo con la invención. El ejemplo comparativo son barras estabilizadoras huecas con la superficie interior sin pulir. Los ensayos de fatiga se realizaron utilizando dos muestras para cada uno de entre el ejemplo 1 y el ejemplo comparativo.

T l 1

[0049] La tabla 3 confirmó que el número de ciclos de flexión hasta el fallo de las barras estabilizadoras huecas con las superficies interiores pulidas de manera uniforme aumentó y la resistencia a la fatiga de las mismas mejoró. EJEMPLO 2

[0050] En el ejemplo 2, se aplicó el método de fabricación de una barra estabilizadora hueca de la invención, y se pulió la superficie interior del elemento tubular 10 doblado en forma de U (ilustrado en la figura 3). Se realizó una medición de la rugosidad de superficie y de la tensión residual de los elementos tubulares pulido y sin pulir. En el ejemplo 2, el pulido y la medición se llevaron a cabo en las mismas condiciones que en el ejemplo 1.

[0051] La figura 9 muestra la vista superior del elemento tubular 10 que ilustra las posiciones en las que se midió la rugosidad de superficie en el ejemplo 2. La medición de la rugosidad de superficie se realizó en una primera posición P1 en una porción recta, una segunda posición P2 en una porción doblada, una tercera posición P3 en otra porción recta, una cuarta posición P4 en otra porción doblada, y una quinta posición P5 en otra porción recta adicional, en el orden que comienza desde el primer extremo 11 del elemento tubular 10 hacia el segundo extremo 12. La primera, tercera y quinta posiciones P1, P3 y P5 se encontraban sustancialmente en los centros de las porciones rectas respectivas en la dirección en que se extendía el elemento tubular 10.

[0052] La figura 10 muestra una vista en sección transversal del elemento tubular 10, que ilustra los puntos en los que se midió la rugosidad de superficie en la superficie interior en el ejemplo 2. La medición de la rugosidad de superficie se realizó para elementos tubulares pulido y sin pulir en cuatro puntos, incluyendo un punto superior 10a, un punto inferior 10b, un punto interior 10c y un punto exterior 10d en las posiciones primera a quinta P1 a P5 que se ilustran en la figura 9. En la presente memoria, los puntos interiores y exteriores 10c y 10d se definen en función de la dirección en la que se dobla el elemento tubular 10 en la segunda y cuarta posiciones P2 y P4 en las porciones dobladas. Los puntos interiores y exteriores en las posiciones primera, tercera y quinta P1, P3 y P5 en las porciones rectas que se conectan a las mismas se establecen en la misma dirección. En cada una de las posiciones primera a quinta P1 a P5, se calcularon los valores máximo, mínimo y medio de la rugosidad máxima Rz en los cuatro puntos, incluyendo los puntos superior, inferior, interior y exterior 10a a 10d.

[0053] La figura 11 muestra un gráfico que ilustra el promedio de los resultados de la medición de la rugosidad de superficie (rugosidad máxima) del ejemplo 2. Una comparación entre la línea poligonal del elemento tubular pulido y la línea poligonal del elemento tubular sin pulir muestra que la rugosidad de superficie disminuyó en todas las posiciones de la primera a la quinta P1 a P5, debido al pulido. El promedio de rugosidad de superficie (rugosidad máxima) superó los 10 jm en una de las posiciones de medición del elemento tubular sin pulir, pero no superó los 10 |jm en ninguna posición de medición del elemento tubular pulido.

[0054] En el ejemplo 2, el medio abrasivo fue volado dentro del elemento tubular 10 para su pulido. El elemento tubular 10 se pulió uniformemente con el medio abrasivo independientemente de la forma local del mismo, tanto en las porciones rectas correspondientes a las posiciones primera, tercera y quinta P1, P3 y P5 como en las porciones dobladas correspondientes a las posiciones segunda y cuarta P2 y P4. El promedio de la rugosidad de superficie (rugosidad máxima) disminuyó en toda la superficie interior, independientemente de la forma local del elemento tubular, tanto en las porciones rectas como en las dobladas.

[0055] La figura 12 muestra un gráfico que ilustra los resultados de la medición de la rugosidad de superficie (rugosidad máxima) del ejemplo 2 en relación con la forma local del elemento tubular. Una comparación entre los elementos tubulares pulido y sin pulir puso de manifiesto que el rango desde el valor mínimo al máximo de la rugosidad máxima se redujo debido al pulido. El rango desde el valor mínimo al máximo de la rugosidad máxima superó los 10 jm en la porción doblada del elemento tubular sin pulir, pero no superó los 10 jm en el elemento tubular pulido independientemente de la forma local del mismo.

[0056] En el ejemplo 2, el medio abrasivo fue volado dentro del elemento tubular 10 para su pulido. De esa manera, el elemento tubular 10 se pulió uniformemente con el medio abrasivo independientemente de la forma local del mismo, tanto en las porciones rectas correspondientes a las posiciones primera, tercera y quinta P1, P3 y P5 como en las porciones dobladas correspondientes a las posiciones segunda y cuarta P2 y P4. Por consiguiente, el rango desde el valor mínimo al máximo de la rugosidad máxima era reducido en toda la superficie interior independientemente de la forma local, tanto en las porciones rectas como dobladas.

[0057] La figura 13 muestra un gráfico que ilustra los resultados de la medición de la tensión residual del ejemplo 2 en relación con la forma local del elemento tubular. De manera similar a la figura 12, la figura 13 ilustra el promedio de tensión residual de los elementos tubulares pulido y sin pulir en relación con la forma local de los mismos, incluidas las porciones rectas correspondientes a las posiciones primera, tercera y quinta P1, P3 y P5, y las porciones dobladas correspondientes a las posiciones segunda y cuarta P2 y P4. En el elemento tubular pulido, se le proporcionó tensión residual a la superficie interior independientemente de la forma local del mismo, tanto en las porciones rectas como en las dobladas.

[0058] En el ejemplo 2, el medio abrasivo fue volado dentro del elemento tubular 10 para su pulido y, por consiguiente, el elemento tubular 10 fue pulido uniformemente tanto en las porciones rectas como en las dobladas. Por lo tanto, se le proporcionó tensión residual de compresión a toda la superficie interior, independientemente de la forma local del elemento tubular, tanto en las porciones rectas como en las dobladas.

[0059] En el ejemplo 2, el medio abrasivo fue volado dentro del elemento tubular 10 para pulir uniformemente la superficie interior del mismo de manera similar a la del ejemplo 1. Así, se redujo el promedio de la rugosidad de superficie a menos de 10 pm en toda la superficie interior del elemento tubular 10 y se proporcionó tensión residual de compresión en toda la superficie interior. Al igual que en el ejemplo 1, por ende, el número de ciclos de flexión hasta el fallo de las barras estabilizadoras huecas del ejemplo 2 aumentó y la resistencia a la fatiga mejoró.

APLICABILIDAD INDUSTRIAL

[0060] La presente invención es aplicable a un resorte hueco utilizado en vehículos, tales como automóviles, y a un método de fabricación del mismo.

DESCRIPCIÓN DE NÚMEROS DE REFERENCIA

[0061]

10 elemento tubular

11 primer extremo

11a primera abertura

12 segundo extremo

12a segunda abertura

21 primer canal

22 segundo canal

200 medio abrasivo

Claims

REIVINDICACIONES

1. Resorte hueco, que comprende:

un tubo de acero (10) que se dobla en una forma predeterminada y se trata térmicamente de antemano, caracterizado por que el promedio de rugosidad de superficie es menor a 10 pm en toda la superficie interior del tubo de acero (10) y se le proporciona tensión residual de compresión a toda la superficie interior del tubo de acero.

2. Método de fabricación de un resorte hueco, que comprende los pasos de:

proporcionar un tubo de acero (10) que se dobla en una forma predeterminada y se trata térmicamente de antemano para utilizarse como resorte hueco; y

después del paso de flexión y tratamiento térmico, reducir la rugosidad de superficie en toda la superficie interior del tubo de acero (10) y proporcionar tensión residual de compresión a toda la superficie interior del tubo de acero (10) para aumentar la resistencia a la fatiga del resorte hueco mediante el pulido de la superficie interior del tubo de acero (10) con un medio abrasivo viscoelástico que fluye (200) por dentro del tubo de acero (10) entre una primera abertura (11a) y una segunda abertura (12a) del tubo de acero (10).

3. Método de acuerdo con la reivindicación 2, donde el paso de pulido incluye un paso de hacer fluir el medio abrasivo (200) desde la primera abertura (11a) del tubo de acero (10) hacia la segunda abertura (12a).

4. Método de acuerdo con la reivindicación 3, donde el hacer fluir el medio abrasivo (200) incluye, además, suministrar el medio abrasivo (200) desde una fuente de suministro a la primera abertura (11a) del tubo de acero (10).

5. Método de acuerdo con la reivindicación 2, donde el paso de pulido incluye:

un primer paso de hacer fluir el medio abrasivo (200) desde la primera abertura (11a) del tubo de acero (10) hacia la segunda abertura (12a); y

un segundo paso de hacer fluir el medio abrasivo (200) desde la segunda abertura (12a) hacia la primera abertura (11a).

6. Método de acuerdo con la reivindicación 5, donde el primer paso suministra el medio abrasivo (200) desde la fuente de suministro (31) hacia la primera abertura (11a) del tubo de acero (10) y recoge el medio abrasivo (200) desde la segunda abertura (12a) del tubo de acero (200) a la fuente de suministro (32), y

el segundo paso suministra el medio abrasivo (200) desde la fuente de suministro (32) a la segunda abertura (12a) del tubo de acero (10) y recoge el medio abrasivo (200) desde la primera abertura (11a) del tubo de acero (10) a la fuente de suministro (31).

7. Método de acuerdo con la reivindicación 2, donde el medio abrasivo (200) incluye un material de base viscoelástica y un abrasivo granular.