MX2007007047A - Metodo para producir cajas de acero consistiendo de al menos dos componentes de caja de unidades montadas en vehiculos. - Google Patents

Abstract

La invencion se relaciona con un metodo para la produccion de cajas (20) de acero consistiendo de al menos dos componentes (4, 12) de caja de unidades montadas en vehiculos, en particular en vehiculos industriales, mediante a) la aplicacion de una capa de prevencion de corrosion comprendiendo zinc o una aleacion que contenga zinc al menos en una superficie que orientada hacia el exterior de al menos un componente (4, 12) de caja, seguido por pasivacion, b) producir un solape en union positiva de un borde (30) de un componente (4) de caja por el borde (52) del otro componente (12) de caja mediante un desplazamiento relativo de los componentes (4, 12) de caja, previamente alineados entre si, con relacion a un troquel (60) que deforma plasticamente el borde (30) del uno de los componentes (4) de caja y/o el borde (52) del otro componente (12) de caja.

Description

MÉTODO PARA PRODUCIR CAJAS DE ACERO CONSISTIENDO DE AL MENOS DOS COMPONENTES DE CAJA DE UNIDADES MONTADAS EN VEHÍCULOS DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Estado de la técnica La invención parte de un método para la producción de unas cajas de acero, consistiendo de por lo menos dos componentes de caja de unidades ensambladas en vehículos, en particular de vehículos industriales, según la reivindicación 1. Con la finalidad de accionar los frenos en vehículos industriales se usan, entre otros dispositivos, un cilindro combinado de freno de operación neumático y de freno de resorte. Semejante cilindro combinado consiste de un cilindro de freno de operación para el accionamiento del freno de operación, conectado en serie en combinación con un cilindro de freno de resorte para el accionamiento del freno auxiliar y del freno de resorte. Un método genérico se conoce del documento EP 1 136 337 Bl, que manifiesta un cilindro combinado de freno de operación y de freno por resorte de un vehículo industrial en que la caja del cilindro de freno de operación y la caja del cilindro de freno por fuerza acumulada de resorte están conectadas entre sí mediante el solape en unión positiva del borde del cilindro de freno de operación y por el borde del cilindro de freno de resorte, lo que se designa también como doblado rebordeado o simplemente como rebordeado. Semejantes rebordeados son producidos frecuentemente mediante un rolado, es decir, se deforma plásticamente el borde de al menos un componente de la caja con una herramienta de rolado recorriendo la periferia. Primeramente debe proveerse la superficie de los componentes de caja que mira hacia fuera, sin embargo, con una protección contra la corrosión, ya que las unidades de los vehículos, como por ejemplo el cilindro combinado de freno de operación y freno de resorte, dispuesto cerca de las ruedas, está expuesto a humedad cargada de sal dispersada. Las capas de protección contra la corrosión usadas para ello consisten, por ejemplo, de una capa de materia sintética epóxica proyectada o de una simple capa de zinc. Pero ha resultado que debido a la etapa de rebordeado se puede dañar la capa protectora de zinc y, por lo tanto, no se logra la resistencia a la corrosión exigida, que consiste -por ejemplo- en que la caja debe resistir una exposición permanente con agua salada durante 400 horas libre de corrosión. La invención se basa ante esta situación en el objetivo de perfeccionar un método para la producción de una caja, consistiendo de por lo menos dos componentes de caja, de unidades instaladas en vehículos, en particular en vehículos industriales, de manera tal que permite una producción de rebordes que deforman los componentes de la caja, sin menoscabo de la protección contra la corrosión. Este objetivo se cumple inventivamente mediante las características de la reivindicación 1. Ventajas de la invención La invención se basa en una combinación ventajosa de dos etapas del método, a saber, por un lado la producción de rebordes mediante un troquel y por el otro el recubrimiento de la superficie con una capa de protección contra la corrosión comprendiendo zinc o una aleación conteniendo zinc, seguido por una pasivación. Ha resultado que una capa de protección contra la corrosión de este tipo no es lastimada cuando se produce el rebordeado con un troquel. La protección contra la corrosión del zinc y de los demás metales aleados se debe a que son aún menos nobles que el metal básico acero y a que funge, por lo tanto, como ánodo de sacrificio. Mientras exista esta capa de zinc de recubrimiento, el metal básico queda protegido contra la corrosión. Metales ajenos pueden influenciar la protección contra la corrosión del zinc. Hierro, níquel o cobalto se usan por este motivo deliberadamente como componentes de aleación con fines de mejoramiento. El zinc a su vez es protegido mediante pasivación, usualmente mediante cromatado, del ataque corrosivo. Tanto más gruesa, densa y químicamente resistente la capa de cromatado, tanto mejor el efecto de barrera. A raíz de ello se produce una gran resistencia contra la corrosión para una caja producida según el método inventivo y también una gran seguridad de operación, lo que es esencial en particular cuando se trata de cilindros de freno. Mediante las medidas mencionadas en las reivindicaciones subordinadas se hacen posibles perfeccionamientos ventajosos y mejoras de la invención manifestada en las reivindicaciones independientes. La unidad cuya caja es producida mediante el método inventivo es preferentemente un cilindro de freno, en particular un cilindro de freno combinado de freno de operación y de freno de resorte, un secador de aire o un amplificador de fuerza de freno de un vehículo industrial, es decir, una unidad teniendo cajas de chapa metálica de por lo menos dos partes, por ejemplo de embutición profunda . El movimiento relativo entre el troquel y los componentes de caja se realiza, con particular preferencia, con relación a un eje central de la unidad en dirección axial. Alternativamente puede realizarse el movimiento relativo con relación al eje central de la unidad en dirección radial. Como troquel puede usarse un anillo de una o varias partes con una conformación radial interna que ejerce presión contra el borde de un componente de caja y/o el borde del otro componente de caja. En el caso de un movimiento relativo axial entre el troquel y las mitades de caja, es posible realizar el troquel en una o varias partes, en el caso de un movimiento relativo radial sólo puede ser de varias partes, por ejemplo, cuando los componentes de caja poseen zonas que se proyectan radialmente más allá de sus bordes en el extremo y que estuvieran chocando con un anillo en una parte, guiado en dirección axial que envuelve los componentes de la caja. Antes de aplicar el troquel se fija, por ejemplo, un componente de la caja en un dispositivo de apriete y el otro componente de caja está colocado encima de éste de manera tal que los bordes de los componentes de caja se solapen. Las fuerzas de reacción que surgen durante la deformación son absorbidas, entonces, por los mismos componentes de la caja, respectivamente por las estructuras que se encuentran en su interior y son desviadas a través del dispositivo de fijación. En muchos casos, donde esto es posible, puede prescindirse de una matriz asociada con el troquel; de lo contrario, es decir, cuando los componentes de caja no son suficientemente rígidos, debe tenerse una matriz estacionaria que absorbe las fuerzas de reacción y que puede servir adicionalmente para la formación del rebordeado, estando provista a su vez con las conformaciones correspondientes. Con la finalidad de mantener las fuerzas pequeñas, que se presentan durante la deformación, el borde de uno de los componentes de caja puede estar preformado antes de la aplicación del troquel a manera de un talón que resalta radialmente hacia fuera. Esto puede realizarse ya en el marco de una operación previa de embutido profundo. Se presenta una resistencia mecánica particularmente buena de la unión de rebordeado, si este talón posee una sección transversal socavada. Se logra una protección contra la corrosión particularmente buena, si la capa de protección contra corrosión posee zinc puro, una aleación de zinc/hierro o una aleación alcalina de zinc/níquel, y la pasivación comprende un cromatado. Con la finalidad de cumplir con la recomendación europea 2000/53/CE de la Unión Europea se deberían evitar las soluciones que contienen cromo (VI) (cromo de seis valencias) . Dibujos Ua ejemplo de realización de la invención es representado en el dibujo y explicado con mayor detalle en la siguiente descripción. Se muestra en el dibujo: Fig. 1 una representación de semisección transversal de un dispositivo combinado de freno de operación y de freno de resorte que fue producido según una modalidad preferida del método inventivo; Fig. 2 una representación de sección transversal esquemática del dispositivo combinado de freno de operación y de freno de resorte según la Fig. 1 durante una etapa de producción; Fig. 3 una representación de sección transversal esquemática del dispositivo combinado de freno de operación y de freno de resorte según la Fig. 1 durante otra etapa de producción; Fig. 4 una representación de sección transversal esquemática del dispositivo combinado de freno de operación y de freno de resorte según la Fig. 1 durante otra etapa de producción. Descripción del ejemplo de realización En la Fig. 1 se muestra un dispositivo 1 combinado de freno de operación y de freno de resorte según una modalidad preferida de la invención. Esta comprende un dispositivo 2 de freno de operación teniendo un cilindro 4 de freno de operación de acero en que un émbolo 6 de freno de operación es guiado que puede ser cargado neumáticamente y que acciona mediante una biela 8 de freno de operación un freno de disco, no mostrado por cuestiones de escala, de un vehículo industrial. Presente es además un dispositivo 10 de freno por fuerza almacenada de resorte teniendo un cilindro 12 de freno de resorte de acero, en qué un émbolo 18 de freno de resorte, que puede cargarse mediante presión neumática en una cámara 14 de freno por fuerza almacenada de resorte contra la fuerza elástica de un resorte 16 de acumulación, que permite ejercer presión en dirección de cierre de freno contra el émbolo 6 de freno de operación. El cilindro 4 de freno de operación y el cilindro 12 de freno por fuerza acumulada de resorte forman -dispuestos en forma coaxial uno atrás del otro- un cilindro 20 de freno combinado. Además, del cilindro 4 de freno de operación se proyectan en el lado de su cabeza unos pernos 22 de fijación de acero que permiten fijar el cilindro 20 de freno combinado en el vehículo. Una biela 24 de freno de resorte del émbolo 18 de freno de resorte atraviesa en forma obturada una abertura 26 de paso en una pared 28 de separación entre el cilindro 12 de freno de resorte y el cilindro 4 de freno de operación y puede topar con su cara frontal en el émbolo 6 de freno de operación. Éste puede incluir una membrana 32, fijada con tensión entre la pared 28 de separación y un talón 30 radial externo en el borde del cilindro 4 de freno de operación y móvil en sentido axial, así como un disco 34 de émbolo central, conectado con la membrana 32. El talón 30 está doblado, preferentemente, en más de 90 grados, de manera que se produce una superficie de contacto oblicua hacia la membrana 32. Por otro lado, también la pared 28 de separación está provista en su borde radial externo con una superficie de contacto oblicua, de manera que se produce en la parte intermedia una sección transversal que se amplía hacia radialmente fuera en forma de cuña en que el borde 36 externo de la membrana 32, que tiene forma complementaria, es sujetada en unión positiva. El émbolo 18 de freno de resorte puede colocarse -de manera conocida- contra la fuerza del resorte 16 acumulador mediante introducción de aire de la cámara 14 de freno de resorte en la posición abierta. Además, el émbolo 6 de freno de operación puede colocarse contra la fuerza de un resorte 40 de retorno, que se apoya por un lado en aquel y por el otro en una pared frontal del cilindro 4 de freno de operación, en la posición de cierre. No por último, dentro de la biela 24 de freno de resorte está integrado un dispositivo 46 de abertura mecánica que permite abrir de emergencia o para auxiliar el freno de resorte en caso de pérdida de presión. Ante este fondo, el funcionamiento del dispositivo 1 combinado de freno de operación y de resorte es como sigue: A partir de la situación mostrada en la Fig. 1, en la que tanto el freno de resorte como también el freno de operación están abiertos, se inyecta aire en la cámara 38 de freno de operación para cerrar el freno de operación, lo que desplaza, por un lado, el émbolo 6 de freno de operación hacia la izquierda, alejándolo de la pared 28 de separación. El desplazamiento del émbolo 6 de freno de operación causa que el freno de disco sea apretado. Por lo contrario, extraer el aire de la cámara 38 de freno procura que el émbolo 6 de freno de operación sea desplazado por el resorte 40 de retorno a la posición abierta, es decir, sea empujado en la Fig. 1 hacia la derecha y tope en la cara frontal de la biela 24 de freno de resorte, respectivamente en la pared 28 de separación. Para mantener el freno de operación durante más tiempo en la posición de apretado, es decir, cuando la presión neumática en la cámara 38 de freno de operación se ha desvanecido después de algún tiempo o la cámara 38 de freno de operación se haya vaciado deliberadamente, se debe apretar ahora el freno de resorte. Para ello se vacía la cámara 14 de freno de resorte, por lo que el resorte 16 acumulador empuja el émbolo 18 de freno de resorte, junto con la biela 24 de freno de resorte, en la Fig. 1 hacia la izquierda, misma que está en contacto en su parte frontal con el émbolo 6 de freno de operación. Este desplazamiento es seguido por el émbolo 6 de freno de operación, así como la biela 8 de freno de operación, misma que coloca, respectivamente mantiene, el disco de freno en posición de apretado. En el marco del método para la producción del cilindro 20 de freno combinado se aplica, antes de ensamblar el cilindro 4 de freno de operación y el cilindro 12 de freno de resorte con los elementos constructivos y módulos constructivos precedentemente descritos, por lo menos en las superficies de los dos cilindros 4, 12 que muestran hacia el exterior y en los pernos 22 de fijación, que son esenciales para una fijación segura del cilindro 20 de freno combinado, primeramente una capa de protección contra la corrosión comprendiendo zinc o una aleación conteniendo zinc. La protección contra la corrosión del zinc y de los demás metales de la aleación se basa en que es aún menos noble que el metal de fondo, el acero, y que funge por lo tanto como ánodo de sacrificio. Mientras se tenga la capa de zinc protectora, el metal de fondo permanece protegido contra la corrosión. Metales ajenos pueden influenciar la protección contra corrosión de la capa de zinc. Hierro, níquel o cobalto pueden, por lo tanto, emplearse deliberadamente como componentes de la aleación para su mejora. El zinc es protegido a su vez contra el ataque corrosivo mediante la pasivación, preferentemente un cromatado. Se obtiene una protección particularmente buena contra la corrosión si la capa de protección contra corrosión posee zinc puro, una aleación de zinc/hierro o una aleación alcalina de zinc/níquel, y la pasivación comprende un cromatado. Con la finalidad de cumplir con la recomendación europea 2000/53/CE de la Unión Europea se deberían evitar las soluciones que contienen cromo (VI) (cromo de seis valencias) . A continuación se ensamblan el cilindro 4 de freno de operación y el cilindro 12 de freno de resorte con los elementos constructivos y los módulos constructivos precedentemente descritos. Para esto se inserta, por ejemplo, la pared 28 de separación desde arriba axialmente en el cilindro de freno de resorte, hasta que hace contacto con un talón 48 formado en su superficie periférica radialmente externa en un talón 50 complementario en la pared envolvente del cilindro 12 de freno de resorte, lo que genera un tope axial. La unión entre los dos cilindros 4, 12 es producida por un rebordeado 54, fijando primeramente, por ejemplo, el cilindro 12 de resorte con su superficie envolvente radialmente en un dispositivo 56 de fijación y colocando el cilindro 4 de freno de operación en el cilindro 12 de freno de resorte de manera tal que sus bordes 30, 52 solapen, es decir, el borde 52, recto en el extremo, del cilindro 12 de freno de resorte encierra radialmente por un lado el borde, formado como talón 30 radial externo, del cilindro 4 de freno de operación, por el otro se presenta también un solape axial, porque el borde 52 recto del cilindro 12 de freno de resorte sobresale en dirección axial un poco del talón 30 del cilindro 4 de freno de operación. El cilindro 4 de freno de operación es fijado en esta posición y centrado, por ejemplo, por un lado por sus pernos 22 de fijación que son metidos por unas aberturas de paso de una placa 58 de cabeza estacionaria como parte del dispositivo 56 de fijación. Por otro lado, el borde 36 de la membrana 32 del émbolo 6 de freno de operación es posicionado ya entre la pared 28 de separación y el talón 30. Esta situación inicial es representada en la Fig. 2. El rebordeado 54 es producido mediante un movimiento relativo de un troquel 60 con relación a los cilindros 4, 12 de freno de operación y de freno de resorte alineados previamente el uno contra el otro, que ya tan solo deforma, por ejemplo, el borde 52 primeramente aún recto del cilindro 12 de freno de resorte. El troquel 60 es configurado para ello preferentemente a manera de un anillo en una parte teniendo una abertura 62 central de paso que tiene justamente el tamaño suficiente para encerrar sin colisión el cilindro 4 de freno de operación y puede desplazarse axialmente por su longitud. El troquel 60 posee además en su cara frontal, que mira hacia el cilindro 20 de freno combinado, una conformación 64 preferentemente redondeada que puede ejercer presión contra el borde 52 del cilindro 12 de freno de resorte, para empujarlo contra el talón 30 del cilindro 4 de freno de operación -deformándolo con ello plásticamente- y unirlo a éste en unión positiva. Para ello se realiza un desplazamiento del troquel 60 con relación al eje 66 central del cilindro 20 de freno combinado en dirección axial. Esta situación se muestra en la Fig. 3, haciendo contacto en esto el troquel 60 en su posición final con su cara frontal con un anillo 68 de tope que se apoya en la cara frontal opuesta del dispositivo 56 de fijación, cuya altura depende del grado de deformación deseado y que puede adaptarse según requiera el caso. En la Fig. 4, el troquel 60 nuevamente se ha separado del cilindro 20 de freno combinado, envolviendo el talón 30 del cilindro 4 de freno de operación en unión positiva el borde 52 del cilindro 14 de freno de resorte, y ejerciendo simultáneamente presión sobre el borde 36 radial externo de la membrana 32, que de esta manera también queda fijada en unión positiva. La pared 28 de separación es sujetada por ello en unión positiva en el cilindro 12 de freno de resorte, ya que los talones 48, 50 hacen contacto axial entre sí en la superficie periférica radial externa de la pared 28 de separación y en la pared envolvente del cilindro 14 de freno de resorte, mismos que absorben también las fuerzas de reacción. Con un solo movimiento del troquel 60 se unen, por lo tanto, cuatro diferentes componentes separados entre sí en unión positiva: el cilindro 4 de freno de operación, la membrana 32, el cilindro 12 de freno de resorte y la pared 28 de separación. 'En el caso de un movimiento axial del troquel, el troquel 60 puede estar realizado en una o varias partes. También son imaginables casos en que los componentes de la caja poseen regiones que se proyectan radialmente más allá de sus bordes en el extremo y que, por lo tanto, chocarían con un troquel anular desplazado en dirección axial. En estos casos es necesario que el troquel 60 esté dividido al menos una vez en su extensión circunferencial, realizando entonces los arcos del troquel un movimiento radial con relación al eje 66 central del cilindro 20 de freno combinado. No por último, sería posible también que el troquel 60 deforme también el borde 30 del cilindro 4 de freno de operación o también ambos bordes 30, 52. Además el talón 30 del cilindro 4 de freno de operación puede estar producido con el borde 52 del cilindro 12 de freno de resorte mediante rebordeado 54 sin colocación intermedia de una pared 28 de separación. El cilindro 12 de freno de resorte podría estar cerrado, por ejemplo, con una pared conectada con él o realizada en una pieza con él. El método descrito en lo precedente no se limita a la producción de cilindros 20 de freno combinados. Más bien pueden producirse con él las cajas de todo tipo de unidades en vehículos y vehículos industriales, como cilindros de freno, secadores de aire o amplificadores de fuerza de freno. Lista de números de referencia 1 Dispositivo de freno de operación y de freno de resorte 2 Dispositivo de freno de operación 4 Cilindro de freno de operación 6 Émbolo de freno de operación 8 Biela de freno de operación 10 Dispositivo de freno de resorte 12 Cilindro de freno de resorte 14 Cámara de freno de resorte 16 Resorte acumulador 18 Émbolo de freno de resorte 20 Cilindro de freno combinado 22 Perno de fijación 24 Biela de freno de resorte 26 Abertura de paso 28 Pared de separación 30 Talón 32 Membrana 34 Disco de émbolo 36 Borde 38 Cámara de freno de operación 40 Resorte de retorno 46 Dispositivo de liberación 48 Talón 50 Talón 52 Borde 54 Rebordeado 56 Dispositivo de fijación 58 Placa de cabeza 60 Troquel 62 Abertura de paso 64 Conformación 66 Eje central 68 Anillo de tope_

Claims (3)

REIVINDICACIONES

1. Método para la producción de cajas de acero, consistiendo de por lo menos dos componentes de caja, de unidades instaladas en vehículos, en particular en vehículos industriales, caracterizado por a) la aplicación de una capa de protección contra la corrosión comprendiendo zinc o una aleación conteniendo zinc en por lo menos una superficie que muestra hacia el exterior de por lo menos un componente de caja, seguida por pasivación, b) producción de un solape en unión positiva de un borde de un componente de caja por el borde del otro componente de caja mediante un movimiento relativo de los componentes de caja, previamente alineados en uno contra el otro, frente a un troquel que deforma plásticamente el borde del uno de los componentes de caja y/o el borde del otro componente de caja.

2. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque el movimiento relativo se realiza con relación a un eje central de la unidad en dirección axial.

3. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque el movimiento relativo se realiza con relación a un eje central de la unidad en dirección radial. . Método según por lo menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el troquel está configurado como anillo de una o varias partes teniendo una conformación que ejerce presión contra el borde del uno de los componentes de caja y/o el borde del otro componente de caja. 5. Método según por lo menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la unidad es un cilindro de freno, un secador de aire o un amplificador de fuerza de freno de un vehículo industrial. 6. Método según por lo menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque antes de aplicar el troquel se fija un componente de caja y el otro componente de caja es colocado encima de éste de manera tal que los bordes de los componentes de caja se solapan entre sí. 7. Método según la reivindicación 6, caracterizado porque el borde del uno de los componentes de caja es deformado previamente a la aplicación del - troquel para tener un talón que sale hacia fuera en dirección radial. 8. Método según por lo menos una de las reivindicaciones 6 o 7, caracterizado porque el borde del otro componente de caja es recto con relación al eje central antes de la aplicación del troquel. 9. Método según por lo menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la capa de corrosión posee zinc puro, una aleación de zinc/hierro o una aleación alcalina de cinc/níquel. 10. Método según la reivindicación 9, caracterizado porque la pasivación contiene un cromatado. 11. Unidad de un vehículo, en particular un cilindro de freno, un secador de aire o un amplificador de fuerza de freno de un vehículo industrial, producido según un método según por lo menos una de las reivindicaciones precedentes .