MXPA00001930A - Proceso para conformar en frio extremos de tubo. - Google Patents

Abstract

Un proceso para conformar en frio los extremos de tubos de metal para reforzar los mismos, el proceso incluye una cavidad de dado en la cual se coloca el tubo. La cavidad de dado incluye una seccion con un rebajo que tiene un diametro mayor al del tubo. El tubo se coloca de tal manera que una porcion queda fuera de la cavidad y un mandril se inserta en el tubo. El Madrid incluye una seccion que esta adaptada para apoyarse contra la porcion del tubo fuera de la cavidad y para deformar la misma. El proceso de deformacion da por resultado que el tubo se doble sobre si mismo dentro del rebajo en la cavidad, formando con esto una pequena de refuerzo en el extremo del tubo. El proceso se lleva a cabo sin calentar el tubo.

Description

PROCESO PARA CONFORMAR EN FRIÓ EXTREMOS DE TUBO ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN 1, Campo De La Invención La presente invención se relaciona con procesos para deformar tubos de metal. De manera más específica, la invención se relaciona con un proceso para conformar en frío un extremo de un tubo para proporcionar una porción reforzada. 2 , Descripción de la Técnica Anterior En la industria automotriz, con frecuencia a los vehículos se les adapta una unidad de enganche a la cual puede unirse un remolque. Esta unidad normalmente incluye un tubo receptor de enganche y una barra de enganche acoplada de manera deslizable dentro del mismo. La barra de enganche incluye una bola sobre la cual se une el remolque . El tubo receptor de enganche está montado en el bastidor del vehículo mediante un medio adecuado como por ejemplo abrazaderas y similares y está provisto, normalmente en su extremo terminal (es decir, el extremo en el cual la barra de enganche se inserta) , con un collarín de refuerzo. Aunque el collarín aumenta la resistencia del extremo del tubo, se han encontrado varios problemas con esta estructura. Por ejemplo, el collarín de refuerzo debe soldarse sobre la barra reduciendo con esto sus cualidades estéticas. Además, ya que no es posible un sello completo, la acumulación de agua y sal dentro de cualquier espacio acelera la corrosión de toda la estructura. Se han propuesto diversas soluciones para resolver el punto anterior. Un ejemplo se describe por Marquardt en la patente de los Estados Unidos No. 5,203,194. Marquardt muestra un proceso para reforzar el extremo terminal de un tubo receptor de enganche en donde el grosor de las paredes en el extremo se aumenta en un proceso de conformado. En esta referencia, el tubo se calienta a aproximadamente 1800°F y se coloca después dentro de una cavidad de dado que tiene una región abocinada adyacente al extremo terminal del tubo. Se inserta entonces un mandril dentro del dado y se utiliza para aplicar presión al extremo terminal del tubo. Esto empuja el material del tubo al interior de la región abocinada aumentando así el grosor del tubo en su extremo . Esta referencia muestra esencialmente un proceso de forj ado . Aunque esta referencia proporciona un tubo receptor de enganche con el refuerzo requerido y que puede solucionar los problemas mencionados arriba, existen aún algunas deficiencias en el proceso expuesto. La principal desventaja con el proceso Marquardt está en el requerimiento de calentar el tubo antes de la etapa de forjado. Como se apreciará, el calentamiento aumenta en gran medida el tiempo y costo para producir cada tubo. Además, el calentamiento del tubo resulta en carburación de su superficie exterior. Los depósitos resultantes de la carburación deben ser retirados después, aumentando con esto el tiempo de producción del tubo. Además, el calentamiento del tubo deteriora su integridad estructural resultando esto en debilitamiento. Otras referencias que se relacionan con los procesos para conformar extremo de tubo incluyen las patentes de los Estados Unidos Nos. 4,845,972 y 4,213,322. Sin embargo, todas estas referencias muestran el calentamiento del tubo antes del forjado. De esta forma, existe la necesidad de un proceso para conformar un tubo receptor, que supere las deficiencias en los métodos conocidos .

SUMARIO DE LA INVENCIÓN De esta manera, la presente invención proporciona, en una modalidad, un proceso para reforzar el extremo de un tubo metálico que tiene superficies interior y exterior y primer y segundo extremos, el proceso comprende las etapas de: a) proporcionar un dado que tiene primero y segundo extremos y que define una cavidad que conforma a la superficie exterior del tubo, la cavidad tiene un rebajo en el primer extremo que es más ancho que el tubo; b) colocar el tubo en la cavidad de dado donde el primer extremo del tubo se extienda fuera de la cavidad de dado más allá del primer extremo de dado; c) proporcionar un medio para evitar el movimiento del tubo en sentido longitudinal con respecto a la cavidad de dado; d) proporcionar un mandril que tiene una primera porción adaptada para ajustarse dentro del tubo a través del primer extremo de tubo, el mandril también tiene una segunda porción con una superficie de deformación de tubo adaptada para chocar con el primer extremo de tubo; e) insertar la primera porción de mandril dentro del primer extremo del tubo hasta que la superficie de deformación del tubo haga contacto con el primer extremo del tubo; f) hacer avanzar el mandril bajo presión, ocasionado con esto la deformación del primer extremo del tubo y doblando el mismo hacia el rebajo de la cavidad de dado. La invención proporciona también un tubo que tiene un primer extremo en donde el primer extremo incluye una porción reforzada que se extiende radialmente y que comprende una sección del tubo doblada sobre si misma.

BREVE DESCRIPCIÓN DE Los DIBUJOS Estas y otras características de las modalidades preferidas de la invención serán más evidentes en la siguiente descripción detallada en la cual se hace referencia a los dibujos que se anexan y en donde: La Figura 1 es una vista en perspectiva de una unidad de enganche de remolque, según se conoce en la técnica. La Figura 2 es una vista lateral de un tubo receptor de enganche, según se conforma por el proceso de la presente invención. Las Figuras 3a a 3d son vistas laterales en sección transversal del aparato para el proceso de la presente invención. Las Figuras 4a a 4d son vistas laterales en sección transversal del aparato de las Figuras 3a a 3d que ilustran la deformación del tubo receptor de enganche, en detalle.

DESCRIPCIÓN E LAS MODALIDADES PREFERIDAS Como se muestra en la Figura 1 , una unidad de enganche para remolque se muestra, en general , como 10 . La unidad incluye una barra 12 de enganche que tiene una bola 14 sobre la cual el remolque (no mostrado) se une. La barra 12 de enganche está dimensionada para insertarse en un tubo receptor 16 de enganche. El tubo receptor 16 está asegurado a un cuerpo de vehículo (no mostrado) por medios convencionales como por ejemplo, abrazaderas 18 y 20, que están unidas al vehículo. El tubo receptor está provisto con un collarín 22 de refuerzo, que normalmente está soldado sobre un extremo terminal 24 del tubo receptor. La Figura 2 ilustra un tubo receptor 26 con un extremo terminal 28 según se conforma de acuerdo con el proceso de la presente invención. Como se indicó anteriormente, el extremo terminal comprende el extremo del tubo receptor dentro del cual se inserta la barra de enganche. Como se muestra, el extremo terminal 28 del tubo receptor 16 está reforzado con una porción de extremo 30 que comprende una porción del tubo receptor doblada. La invención se describirá ahora haciendo referencia a las Figuras 3a a 3d y 4a a 4d, que ilustran las diversas etapas del proceso. La primera etapa del proceso, según se muestra en las Figuras 3a y 4a, incluye la colocación de un tubo receptor 26 en una cavidad de dado 32 formada por las mitades 34 y 36 de dado. Cada una de las mitades de dado incluye un rebajo 38 y 40, respectivamente. Los rebajos 38 y 40 se combinan para proporcionar un rebajo o un espacio vacío 41 en la cavidad de dado 32. El espacio vacío se extiende, de preferencia, en forma radial y equidistante desde el resto de la cavidad para formar un anillo. Como se muestra, el tubo receptor 26 está colocado en la cavidad de dado de tal forma que una porción del extremo terminal 28 queda libre de la cavidad 32. El propósito de colocar el extremo terminal fuera de la cavidad quedará claro en la siguiente descripción. A continuación, se inserta un mandril 42 en el tubo. El mandril incluye una pestaña 44 para aplicar fuerza, que es de diámetro mayor al del tubo 26. La unidad incluye también un tope 46 que evita que el tubo 26 se mueva respecto al dado. Como se muestra en las Figuras 3b y 4b, el mandril se empuja entonces contra el tubo receptor 26 en la dirección indicada por P. La pestaña 44 del mandril 42 imparte presión contra el tubo 26 y en particular, contra el extremo terminal 28. Esta fuerza ocasiona la deformación del material del tubo. Ya que el mandril 42 se inserta dentro del tubo 26, el material del tubo se deforma radialmente hacia afuera, hacia el interior del espacio vacío 41. Las Figuras 3c y 4c ilustran la siguiente etapa en el proceso en donde la presión aplicada por la pestaña 44 se continúa, ocasionando con esto que el material del tubo se doble sobre sí mismo dentro del espacio vacío 41. En la etapa final, según se muestra en las Figuras 3d y 4d, el mandril 42 y la pestaña 44 se hacen avanzar hasta que la pestaña hace contacto con las mitades 34 y 36 de dado. En este punto, el material del tubo se ha doblado por completo sobre sí mismo y ocupa el espacio vacío 41. . Como se mencionó arriba, cuando se coloca el tubo en la cavidad de dado, la porción de extremo del extremo terminal se deja fuera de la cavidad. Esta porción se dobla durante el proceso anterior para formar la sección reforzada. Se comprenderá que la longitud del tubo que queda fuera de la cavidad dependerá del grosor del tubo, asi como de las dimensiones del espacio vacio en la cavidad. Por ejemplo, para determinar la longitud de tubo que permanece fuera de la cavidad de dado, se calcula primero el volumen del espacio vacio, o rebajo 41. Después, se mide el grosor del material de tubo. Debido a que el material de tubo que queda fuera de la cavidad va a ocupar el espacio vacío, el volumen de material debe igualar al volumen del espacio vacío. Por lo tanto, ya que se conoce el grosor del material, la longitud del tubo necesaria para llenar el espacio vacio puede calcularse fácilmente. En el caso preferido, se hace un ajuste empírico para calcular la compresión del material, etc.

De esta manera, la presente invención proporciona ún proceso para conformar en frío los extremos de tubos para proporcionar una porción reforzada. Omitiendo la necesidad de calentar el tubo antes de la etapa de conformado, se evitan los diversos problemas expuestos anteriormente. Una de las ventajas de la invención recae en la reducción en los costos de producción asociada con la eliminación del requerimiento de calentar el tubo. El tiempo de ciclo para producir los tubos también se reduce eliminando la necesidad de calentar y, subsecuentemente, enfriar los tubos y para retirar los depósitos de cualquier carburación que pueda tener lugar. Además, el metal que forma el tubo no se debilita debido a cualesquiera efectos moleculares que resultan de la etapa de calentamiento. La presente invención también puede utilizarse con tubos de sección transversal ya sea circular o rectangular. Aunque la invención se ha descrito haciendo referencia a algunas modalidades específicas, diversas modificaciones de la misma pueden ser evidentes para aguellos experimentados en la técnica, sin apartarse del espíritu y alcance de la invención, según se delinea en las reivindicaciones anexas a la misma.

Claims (8)

1. REIVINDICACIONES : 1. Un proceso para reforzar el extremo de un tubo metálico que tiene superficies interior y exterior y primero y segundo extremos, el proceso comprende las etapas de: a) proporcionar un dado que tiene primero y segundo extremos y que define una cavidad que conforma a la superficie exterior del tubo, la cavidad tiene un rebajo en el primer extremo que es más ancho que el tubo; b) colocar el tubo en la cavidad de dado donde el primer extremo del tubo se extienda fuera de la cavidad de dado más allá del primer extremo de dado; c) proporcionar un medio para evitar el movimiento del tubo en sentido longitudinal con respecto a la cavidad de dado; d) proporcionar un mandril que tiene una primera porción adaptada para ajustarse dentro del tubo a través del primer extremo de tubo, el mandril también tiene una segunda porción con una superficie de deformación de tubo adaptada para chocar con el primer extremo de tubo; e) insertar la primera porción de mandril dentro del primer extremo del tubo hasta que la superficie de deformación del tubo haga contacto con el primer extremo del tubo; f) hacer avanzar el mandril bajo presión, ocasionando con esto la deformación del primer extremo del tubo y doblando el mismo hacia el rebajo de la cavidad de dado.
2. 2. El proceso según la reivindicación 1, en donde la primera porción de mandril conforma la superficie interior del tubo.
3. 3. El proceso según la reivindicación 1, en donde el medio para evitar el movimiento del tubo comprende una barrera.
4. 4. El proceso según la reivindicación 1, en donde el tubo tiene una sección transversal rectangular o circular.
5. 5. Un tubo deformado, de conformidad con el proceso de la reivindicación 1.
6. 6. El proceso según la reivindicación 1, en donde el tubo comprende un tubo receptor de barra de enganche .
7. 7. Un tubo que tiene un primer extremo en donde el primer extremo incluye una porción reforzada que se extiende en forma radial y que comprende una sección del tubo doblada sobre sí misma.
8. 8. El tubo según la reivindicación 7, en donde el tubo comprende un tubo receptor de barra de enganche .