PARTE CONFIGURADA QUE SOPORTA UNA CARGA Y UN MÉTODO PARA FABRICAR PARTES CONFIGURADAS
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La invención se refiere a un método para la fabricación de partes configuradas La invención también se refiere a una parte configurada que soporta una carga Las partes configuradas que soportan una c'arga pueden ser utilizadas en varios campos de ingeniería Como un ejemplo, se explican más adelante, vanas aplicaciones en el campo de sistemas de restricción de ocupante de vehículo Sin embargo, se señala expresamente que la invención puede ser aplicada a todos los campos de ingeniería Una parte configurada a la cual la invención puede ser aplicada es, por ejemplo, un enganche de cierre, el cual puede ser utilizado para conectar un impulsor tensor de banda con el carrete de banda de una devanadora de banda El enganche de cierre es parte de un acoplamiento, el cual en estado normal separa a la devanadora de banda del impulsor tensor de banda puede girar libremente Sin embargo, si el impulsor tensor de banda es activado, por ejemplo a través de un sensor dispuesto sobre el vehículo, el cual establece que ha excedido umbrales dados de la desaceleración del vehículo, el impulsor tensor de banda debe ser acoplado con el carrete de banda en un período más corto, con el fin de proveer una rotación del carrete de banda en la dirección de devanado de la banda A causa del tiempo de respuesta corto requerido y también del movimiento de rotación, el cual va a ser transferido, el enganche de cierre es expuesto aquí a altas tensiones Con el fin de alcanzar confiablemente la resistencia deseada, el enganche de cierre usualmente es producido como una pieza concrecionada De esta manera, además de la resistencia necesaria, también se puede obtener la exactitud requerida de la forma Alternativamente, dicha parte configurada también puede ser producida trabajando a través de una máquina una plantilla hecha de acero En cada caso, se presentan altos costos de fabricación Además, se conocen las compresiones de impacto en frío del acero Una desventaja aquí es el alto gasto de energía durante la formación Además, en partes configuradas de acero, el peso comparativamente alto es una desventaja La invención provee un método mediante el cual se pueden producir partes configuradas menos costosas que en la técnica anterior. El método de acuerdo con la invención contiene los siguientes pasos- en primer lugar, se prepara un material perfilado de aluminio Después, se produce una pieza perfilada de longitud predeterminada cortando el material perfilado a una longitud Esta pieza perfilada después es insertada en una prensa Finalmente, la pieza perfilada es comprimida a la forma deseada en la prensa Este método hace uso de lo que se encuentra, sorprendentemente para el experto en la técnica, de que las partes configuradas de una aleación de aluminio, a pesar de la resistencia realmente insuficiente de aleaciones de aluminio, son totalmente capaces de reemplazar piezas configuradas de acero. Formando la pieza perfilada en la prensa, el material es, de hecho, trabajado en frío, por lo que se puede producir un incremento en la resistencia de hasta 60%. Una parte configurada que es trabajada en frío de tal manera, entonces tiene una resistencia que es suficiente para las aplicaciones pretendidas; dependiendo de los materiales que van a ser comparados, también se puede obtener una resistencia que sea comparable con aquella de las partes configuradas hechas de acero. Por lo tanto, se puede lograr un ahorro distintivo de peso. Ya que, además, la pieza perfilada, es decir, la plantilla que será formada a la pieza configurada, es producida empezando de un material perfilado, el cual por ejemplo, es suministrado continuamente, y se provee un método de fabricación particularmente favorable. Además, un efecto favorable en el método de fabricación es el hecho de que la pieza perfilada es comprimida a la forma deseada en prensas convencionales, es decir, en dispositivos los cuales son de un precio distinto más favorable y más simples, por ejemplo, comparados con dispositivos de concreción. De acuerdo con una modalidad preferida de la invención, se provee que el material perfilado tiene una sección transversal, la cual está adaptada a la parte configurada que será producida. Esta modalidad de la invención se basa en el hallazgo de que el gasto para la fabricación de las partes configuradas puede ser reducido adicionalmente si el material perfilado está ya preparado con una sección transversal, la cual esté lo más posible adaptada a la configuración de la parte formada En realidad, aunque están disponibles materiales de aluminio perfilado en una gran variedad de formas transversales, una sección existente solamente satisfará el requerimiento de que su sección transversal corresponde al perfil de la configuración de la parte configurada, posiblemente con un exceso dado Sin embargo, la fabricación de dicha sección especial solamente para el proposito de preparar piezas perfiladas las cuales puedan ser deformadas a plantillas para las partes configuradas deseadas mediante compresión, requiere de un gasto meramente, el cual sea insignificante comparado con los ahorros con respecto a métodos de fabricación convencionales En otras palabras preparando un material perfilado adecuadamente configurado el cual puede ser producido continuamente a un bajo costo, por ejemplo mediante extrusión, se obtiene un gran número de piezas perfiladas conectadas entre sí, las cuales sólo tienen que ser separadas una de la otra Comparado, en particular, con métodos de concrecionamiento, por ejemplo, en donde cada parte configurada individual es producida individualmente, la simplificación que se obtiene es obvia Preferiblemente, se provee que la sección transversal del material perfilado corresponde a la proyección de la parte configurada que se va a producir, más un exceso Esta modalidad de ia invención se basa en el hallazgo de que la sección transversal óptima para el material perfilado puede ser determinada en una forma particularmente simple, haciendo una proyección de la parte configurada, la cual va a ser producida, en un plano. Después, se añade un exceso al área obtenida de esta manera, con el fin de obtener la sección transversal del material perfilado. El exceso asegura que durante la compresión de la pieza perfilada a la forma deseada, ocurre un grado suficientemente alto de formación, de manera que se obtiene el trabajo en frío del material Este exceso por lo regular es menor que aproximadamente 25%; de preferencia, el exceso varía de entre aproximadamente 10% y aproximadamente 20% Si la parte configurada tiene un eje central, la sección transversal del material perfilado preferiblemente se obtiene empezando de una proyección de la parte configurada en un plano perpendicular al eje central En esta dirección de proyección, la sección transversal del material perfilado preferiblemente es obtenida con base en una proyección de la parte configurada a un plano paralelo al plano de extensión de la parte configurada. En esta dirección de proyección, la sección transversal del materia perfilado es óptimamente adaptada a la fabricación de partes configuradas, generalmente planas De acuerdo con la invención, se puede proveer que el material perfilado sea recocido en blando antes de cortarse a longitud. Alternativamente, también se puede proveer que la pieza perfilada es recocida en blando. A través del recocido en blanoo, se puede eliminar de nuevo un trabajo en frío, el cual ya ha ocurrido en la fabricación del material perfilado, por ejemplo mediante extrusión, de manera que están presentes piezas perfiladas de una aleación de aluminio de fácil formación. De acuerdo con la invención, también se provee que la parte configurada se endurece después de la compresión, por ejemplo, a través de endurecimiento térmico o endurecimiento por deformación plástica. De esta manera, la resistencia de la parte configurada comprimida puede ser incrementada adicionalmente. La invención también se refiere a una parte configurada que soporta una carga. De acuerdo con la invención, se provee que dicha parte configurada consiste de aluminio trabajado en frío. Dicha parte configurada ofrece la ventaja de que puede ser producida en una forma particularmente simple, principalmente comprimiendo una pieza perfilada. El especialista en la técnica hasta ahora no ha tomado en cuenta tales partes configuradas, ya que la resistencia comparativamente alta del acero junto con una capacidad de trabajo suficiente del material ha conducido a resultados satisfactorios, y aleaciones de aluminio, a causa de su resistencia más baja y sus costos más altos, no prometen ningún tipo de ventaja. Sin embargo, la invención se basa en el hallazgo de que con un método tecnológica y comparativamente simple, en particular la compresión de piezas perfiladas en una prensa, dichos incrementos con respecto a la resistencia de las partes configuradas obtenidas pueden ser logrados, y las partes configuradas de una aleación de aluminio trabajado en frío pueden reemplazar las partes configuradas, hasta ahora usuales, hechas de acero. Dicha parte configurada de acuerdo con la invención puede ser, en particular, un componente que soporta una carga de un sistema de restricción de ocupante de vehículo Como en sistemas de restricción de ocupante de vehículo, un alto grado de exactitud, una seguridad extremadamente alta de falla en combinación con una alta resistencia del componente y, también, debido a las altas cantidades, que se requieren para un método de fabricación de precio favorable, la invención ofrece ventajas especiales en tales componentes Otros aspectos ventajosos de la invención surgirán a partir de las reivindicaciones dependientes La invención se describe más adelante haciendo referencia a vanas modalidades, las cuales se ilustran en los dibujos anexos, en los cuales' La Figura 1 muestra una sección longitudinal a través de una pieza perfilada que puede ser utilizada en un método de acuerdo con la invención. Las Figuras 2 a 5 muestran diagramátícamente 4 pasos de procedimiento para fabricar una parte configurada a través de un método de acuerdo con la invención. La Figura 6 muestra una vista en perspectiva de la parte configurada producida mediante el método ilustrado en las Figuras 2 La Figura 7 muestra una vista superior de una parte configurada, la cual fue producida a través de un método de acuerdo con la invención. La Figura 8 muestra la parte configurada de la Figura 7 en una vista en sección a lo largo de la línea VIII-VIII de la Figura 7. La Figura 8a muestra una vista en perspectiva de un material perfilado, empezando de aquella parte configurada mostrada en las Figura 7 y 8, que puede ser producida La Figura 9 muestra una vista lateral de otra parte configurada, la cual fue producida a través de un método de acuerdo con la invención La Figura 10 muestra una vista superior de la parte configurada de la Figura 9, parcialmente en sección a lo largo de la línea X-X de la Figura 9 La Figura 11 muestra una vista en perspectiva de otra parte configurada, la cual fue producida a través de un método de acuerdo con la invención La Figura 12 muestra una vista superior de la parte configurada de la figura 11. La Figura 13 muestra una vista en perspectiva de un material perfilado, empezando de la parte configurada mostrada en la Figura 12 que puede ser producida Con la ayuda de las Figuras 1 a 6, se describirá esquemáticamente el método de acuerdo con la invención Cortando un material perfilado (no mostrado) de una aleación de aluminio a longitud, se obtiene la pieza perfilada 10 ilustrada en la Figura 1 El material perfilado puede ser provisto, por ejemplo, sobre un carrete de suministro La longitud respectiva de la pieza perfilada se determina con base en el volumen de la parte configurada la cual va a ser producida, de manera que el volumen de la pieza perfilada es por lo menos igual al volumen de la parte configurada más el volumen reducido de la pieza perfilada que resulta de la compactación del material, que ocurre en el curso del procedimiento, el cual, sin embargo, es muy pequeño El material perfilado es una aleación de aluminio de clasificaciones de resistencia F17 a F50 Preferiblemente, el material perfilado es ya sea recocido en blando antes de cortar a longitud o la pieza perfilada producida 10 es recocida en blando antes de otro procesamiento, de manera que el trabajo en frío de la aleación de aluminio que ocurre durante la fabricación del material perfilado es eliminado, y se produce una capacidad de formación muy buena del material La pieza perfilada 10 después es insertada en una prensa 14, la cual consiste .substancialmente de un dado 16 y un pilote Además, en el interior del dado 16, se provee un expulsor 21, el cual se mueve con relación al mismo En la Figura 2, se ilustra cómo la pieza perfilada 10 es insertada en el dado 16 Después, el pilote 18 es introducido en el dado 16, hasta una saliente de obturador 22, el diámetro externo de la cual es ligeramente más pequeño que el diámetro interno de la plantilla 10, se acopla en el mismo Como se puede ver en la Figura 3, el pilote 18 es forzaao adicionalmente hacia el dado 16, por lo que la pieza perfilada 10, por un lado, es forzada hacia el dado 16 hasta que topa contra el expulsor 21, y por el otro lado, se ensancha ligeramente en su extremo axial opuesto a través de un cono de pilote 24 uniendo la saliente de obturador 24 En la Figura 4, se puede ver que el pilote 28 fue forzado completamente dentro del dado 16 La pieza perfilada 10 de esta manera se comprimió a la forma deseada, de manera que se produjo un parte configurada 12 En la Figura 5, se muestra que la parte configurada 12 es comprimida del dado 16 a través del expulsor 21 Si prueba ser necesario, también se puede proveer un anillo expulsor 28, ilustrado diagramáticamente en la Figura 5 sobre el dado 18, con el fin de separar la prensa 12 del pilote 18 Durante el choque del pilote 18 y el dado 16 la pieza perfilada
, la cual es insertada en la prensa 14 se deforma tan intensamente que ocurre una formación en frío del material Esta formación en frío puede conducir a un incremento en resistencia hasta en un 60% Si prueba ser necesario, la resistencia de la parte configurada 12, la cual es obtenida, puede ser incrementada adicionalmente por el material de la parte configurada 12 que se está endureciendo después de la compresión, por ejemplo, a través de endurecimiento térmico o de formación plástica Si el volumen de la pieza perfilada fue seleccionado cortando adecuadamente a una longitud igual al volumen de la parte configurada, la cual va a ser obtenida, la parte configurada es producida directamente mediante compresión, sin que sea necesario un procesamiento subsecuente Si el volumen de la pieza perfilada se seleccionara para ser ligeramente mayor que el volumen de la parte configurada que va a ser producida, se presenta una plantilla después de la compresión, la cual tiene un exceso del material comparado con la parte configurada que va a ser producida Este exceso de material puede estar ya sea presente como una extensión local, la cual se corta, o como un exceso de tipo de lámina, el cual es removido En las Figuras 7 y 8, se ilustra una parte configurada de acuerdo con la invención, la cual fue producida a través del método de acuerdo con la invención La parte configurada 12 es en este caso una rueda de fricción, la cual tiene una abertura a lo largo de un eje central C, esta abertura siendo construida como un agujero escalonado Para preparar un material perfilado adecuado, en primer lugar, se analiza la parte configurada que será producida, con un eje siendo definido, el cual es el eje central C de la parte configurada. La parte configurada 12 es proyectada hacia un plano perpendicular a este eje C, se produce una línea circunferencial externa 70, dada por el otro contorno de la rueda de fricción, y una línea circunferencial interna 72, dada por la sección del agujero escalonado con el diámetro más pequeño. A esta área entre las dos líneas circunferenciales, se le añade un exceso que se encuentra entre aproximadamente 10%, y aproximadamente 20%, con el fin de obtener la sección transversal real del material perfilado que va a ser utilizado Por lo tanto, como material de partida para la producción de la parte configurada ilustrada en las Figuras 7 y 8, se utiliza un material perfilado 20, el cual es aproximadamente tubular (ver Figura 8a), el diámetro interno de este tubo siendo determinado por el diámetro más pequeño de la abertura de la rueda de fricción y el contorno externo que ya tiene los dientes que corresponden a la rueda de fricción que va a ser fabricada Sin embargo, las diferencias entre las dimensiones del material perfilado y las dimensiones de la parte terminada, se presentarán, a partir del exceso antes descrito. La longitud que la pieza perfilada debe tener, la cual va a ser producida cortando el material perfilado, resulta, como se estableció anteriormente, a través del volumen que la parte configurada terminada 12 tiene La pieza perfilada, la cual de esta manera es obtenida, después se forma a la parte configurada 12 en una prensa, la cual está adaptada a la configuración de la parte configurada que será producida También es posible que el exceso sea meramente añadido en la dirección del eje C de la parte configurada En las Figuras 9 y 10, se ilustra una parte configurada 12 diferente, la cual fue producida a través del método de acuerdo con la invención Esta parte configurada 12 es un enganche de cierre, el cual puede ser utilizado, por ejemplo, para conectar un impulsor tensor de banda con un devanador de banda Con una altura H de aproximadamente 20 mm y un espesor d de aproximadamente 7 mm, este enganche ae cierre es capaz de transferir un momento de rotación de hasta aproximadamente 100 Nm También en esta parte configurada 12 que va a ser producida, la sección transversal del material perfilado, la cual va a ser utilizada como el punto de partida, se obtiene a través de una proyección de la parte configurada 12 en un plano Ya que la parte configurada 12, en este caso, es generalmente plana, la proyección es llevada a un plano que es paralelo al plano del grado de la parte configurada 12, es decir, en este caso en el plano del dibujo El contorno externo de la sección transversal del material perfilado, por lo tanto, corresponde a la línea circunferencial 90 de la parte configurada 12 Aquí también, se añade un exceso El material perfilado, el cual es obtenido de esta manera, por lo tanto corresponde a una barra, la cual está configurada generalmente de manera creciente el diente, que tiene la parte configurada 12, ya está provisto en el lado interno La pieza perfilada que se obtiene cortando adecuadamente este material perfilado, después es comprimida Durante la compresión y la deformación del material que ocurre por lo mismo, se forman extensiones de soporte 92, las cuales se extienden perpendicularmente al plano de proyección En las Figuras 11 y 12, se ilustra otra parte configurada 12, la cual fue producida a través del método de acuerdo con la invención En este caso, se muestra un pistón giratorio, como se utiliza, por ejemplo, en un impulsor tensor de banda giratorio La sección transversal de material perfilado, que se utilizará, se determina en una forma similar a la parte configurada de las Figuras 7 y 8 mediante la proyección hacia un plano, el cual es perpendicular el aje central C. De esta manera, la línea de circunferencia externa 100 y la línea de circunferencia interna 102, son producidas. El material perfilado 20, el cual va a ser utilizado, es por lo tanto una barra con un contorno externo generalmente triangular y una abertura interna dentada (ver Figura 13). La pieza perfilada, que se obtiene después de cortar este material perfilado, después es comprimida con el fin de obtener la parte configurada 12. Durante la formación, la cual se presenta por lo mismo, se pueden obtener depresiones 104 (ver Figura 11). Si la parte configurada 12, la cual va a ser producida, tiene cortes, se pueden utilizar además correderas en la prensa a través de las cuales son comprimidos estos sitios de corte