PT788849E

PT788849E - Processo para a fabricacao de tubos com seccoes com espessuras de parede diferentes

Info

Publication number: PT788849E
Application number: PT97101611T
Authority: PT
Inventors: Wolfgang Streubel; Udo Klasfauseweh
Original assignee: Benteler Werke Ag
Priority date: 1996-02-07
Filing date: 1997-02-03
Publication date: 2001-08-30
Also published as: DE19604357A1; DE59703455D1; US5924316A; ES2157493T3; EP0788849A1; EP0788849B1; DE19604357B4

Description

u t DESCRIÇÃO "PROCESSO PARA A FABRICAÇÃO DE TUBOS COM SECÇÕES COM ESPESSURAS DE PAREDE DIFERENTES" A invenção refere-se à utilização de tubos com secções com espessuras de parede diferentes, para a fabricação de peças para carroçarias ou componentes para chassis.

De acordo com a patente DE 33 43 709 Al, um processo para a formação de peças para chassis de veículos automóveis pertence ao estado da técnica, no qual, em primeiro lugar, faz a laminagem de uma folha metálica de modo tal que são formadas cavas paralelas. Estas espessuras de parede diferentes devem ser obtidas pelo facto de os cilindros terem secções com diâmetros com valores diferentes. A chapa metálica laminada é, em seguida, cortada e as peças individuais dobradas na direcção longitudinal. Podem deste modo criar-se peças para os chassis que têm secção transversal de facto com espessura de parede diferente mas, que vistas ao longo do seu comprimento, apresentam secções transversais que se mantêm sempre iguais. Não é possível criar, na direcção longitudinal das peças para chassis zonas com espessura de parede parcialmente reduzida, para ter em conta a obtenção de máximos de tensão locais desejados. A presente invenção tem como objectivo obter esse resultado.

Da patente EP-A—0 620 056 é conhecido um tubo com espessuras de parede diferentes na direcção axial, que é utilizado como componente para construção de estruturas. A fabricação do tubo faz-se a partir de secções de tubo individuais, com diâmetros interiores diferentes, que são soldados umas às outras. Isso corresponde a um elevado cuoto 1 de fabrico. Além disso, as costuras de soldadura radiais, nas zonas de transição em que as secções de espessura diferente, representam potenciais pontos fracos.

Partindo do estado da técnica, a presente invenção tem como objectivo resolver o problema da fabricação de peças, para carroçarias ou componentes para o chassis, que estão sujeitas a cargas diferentes, ao longo do seu comprimento e estruturadas de maneira económica, num modo de construção que visa obter economias de material e de peso.

Este problema é, de acordo com a invenção, resolvido perla utilização de um tubo com secções que apresentam espessuras de parede diferentes na direcção longitudinal, para a fabricação de peças para carroçarias ou componentes para chassis de veículos automóveis, por um processo no qual, em primeiro lugar, se realiza uma deformação da chapa inicial, laminada de uma maneira pretendida, com espessuras da chapa que variam de acordo com a zona na direcção de laminagem. Em seguida, corta-se a chapa laminada, conforme for necessário. O produto intermédio assim obtido é depois moldado, para formar um tubo, e ligado, por meio de técnicas de união, ao longo das arestas das juntas. 0 tubo utilizado apresenta, na direcção do eixo longitudinal, secções com espessura de parede diferente. Este tubo com parede com espessura reduzida em zonas determinadas é utilizado para a fabricação de componentes, que ficam sujeitos a cargas exteriores, mas nas quais as tensões que surgem, devido à construção dos componentes, distribuída pelo componente estão presentes com intensidades diferentes. São um exemplo de componentes fortemente carregados de maneira diferente, os componentes de uma carroçaria ou os componentes de um chassis de automóveis. Sendo os componentes dimensionados de acordo com a carga máxima, isso conduz até agora, não só um gasto desnecessário de material, como também e sobretudo a um peso desnecessário. Estes inconvenientes 2

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V foram evitados de acordo com a invenção, dimensionando os tubos utilizados para a fabricação dos componentes, de acordo com carga ulterior nas várias zonas do componente, de maneira diferente. Deste modo calculamos as cargas esperadas ulteriormente e podemos além disso economizar no material e no peso.

Convenientemente, utiliza-se como material de partida uma chapa metálica com uma espessura correspondente à espessura de parede máxima do tubo a fabricar. Como é evidente podemos, no entanto também preparar o material inicial com uma sobredimensão correspondente. Convenientemente, o material original é retirado de uma bobina e conduzido a um tratamento ulterior segundo técnicas de laminagem.

Em função da utilização posterior dos tubos fabricados, segue-se depois uma redução da espessura da parede, parcial e controlada, por laminagem. Nestas condições, a invenção permite completamente adaptar a direcçâo de laminagem respectivamente à configuração do futuro tubo. Pode então a chapa inicial ser parcialmente laminada, duas ou mais vezes, em direcções diferentes. Pode desse modo variar-se de qualquer maneira, mesmo com degraus, a espessura de acordo com necessidades. São possíveis diferentes taxas de alongamento e diferentes zonas de transição entre as zonas mais espessas, e mais finas.

As transições de uma zona da chapa espessa para outra podem ser contínuas ou escalonadas. A laminagem pode fazer-se num trem de laminagem duplo. Por variação da geometria da laminagem na entrada do laminador pode influenciar-se a simetria, relativamente ao plano transversal médio, dentro de limites pré-determinados. A chapa, assim deformada como se pretender, apresenta secções transversais que variam de maneira conhecida, para proporcionar espe3ourao de parede que 3 i {

correspondam precisamente às diversas zonas, para o caso de utilização, e que estejam adaptadas às respectivas cargao c portanto aos picos de tensão, que são variáveis entre si no espaço, às quais essas zonas ficarão na prática sujeitas. A seguir à deformação por técnicas de laminagem, a chapa é cortada à medida, em torno do eixo longitudinal, para obter um tubo, e unida, por meio de técnicas de união, nas juntas. Usualmente isso faz-se por soldadura das juntas. Para isso dispõe-se de diferentes processos, por exemplo de soldadura por laser, de soldadura com gás de protecção de soldadura por indução ou de soldadura por resistência.

Como, com o processo de alongamento podem gerar-se tanto geometrias simétricas como geometrias fortemente assimétricas, recomenda-se colocar o lado com degraus menos fortemente formados, ou o lado mais ou menos liso, no lado exterior do tubo. A chapa laminada pode ser dividida em tiras de chapa dispostas na direcção da laminagem, antes do processamento ulterior. Podem desse modo fabricar-se, a partir de uma platina inicial de grande dimensões, vários tubos com a mesma configuração. A deformação da chapa ou das tiras de chapa, para obter os tubos pode fazer-se num laminador de enrolamento. Uma outra forma de realização vantajosa prevê fazer a estampagem, a partir da chapa laminada, numa matriz de estampar, de um perfil semicircular e, em seguida, num outro passo de estampagem, completar a formação do tubo.

Em caso de necessidade, pode também fazer-se uma divisão de um tubo em secções longitudinais mais curtas.

Descreve-se a seguir a invenção, com referência aos desenhos anexos cujas liyuras representam: 4 £*ι ν A fig. 1, uma representação em perspectiva de uma chapa, estirada com espessuras diferentes nas váriao secções; A fig. 2, uma chapa de acordo com a fig.l, vista de cima; A fig. 3, uma outra forma de realização de uma chapa, vista de lado; e A fig. 4, a operação de deformação de uma platina, para um tubo, em três representações parciais.

Na fig. 1, está representada uma secção de uma chapa (1), na qual, por meio de uma deformação por laminagem pré-determinada, foram estiradas zonas (2-5) , com espessuras (S2 a s5) variáveis, na direcção de laminagem (WR) .

Nas zonas de transição (6,7 e 8), as zonas (2-5) seguem-se umas às outras, de maneira escalonada, através de superfícies inclinadas (9,10,11).

Na face inferior (12), a chapa (1) apresenta uma superfície aproximadamente lisa (13) . A fig. 2 representa uma chapa (1), numa vista de cima. Na chapa (1) deformada, as zonas (2-5) apresentam, de maneira controlada, espessuras de parede adaptadas para as cargas e valores de tensão máximos respectivos, a que fica sujeito o tubo fabricado a partir da chapa (1) ou as que resultam da sua aplicação prática como componente de construção.

Na fig. 3 está representada uma chapa (14) que dispõe de uma geometria assimétrica, em relação ao seu plano transversal médio (MQ), com zonas (15-18) com espessuras da chapa diferentes (si5-s16) Tanto a superfície superior (19) como a superfície inferior (20) da chapa (14) variam 5 u ! .

4¾. escalonadamente de acordo com os diferentes graus de estiramento.

Como a superfície superior (19) apresenta o degrau maior, a deformação da chapa (14), para obter um tubo, é feita convenientemente de modo tal que a superfície superior (19) do lado interior do tubo e o lado inferior (20) formam o lado exterior do tubo. A fabricação de um tubo a partir de uma platina (21) é genericamente descrita tecnicamente com referência à fig. 4.

Desta maneira podem fabricar-se tubos de maneira económica e com grande precisão. Antes da deformação para obter o tubo, reduz-se, por laminagem, a espessura de parede, nas várias zonas de platina inicialmente plana e, em seguida corta-se. O dimensionamento diferente das espessuras das paredes é determinado pela carga ulterior do tubo depois de trabalho, no serviço prático. A platina (21) é colocada numa matriz (22) (fig. 4, em cima) e carregada com um cunho (23) , como se indica com a seta (F) . A platina (21) é então forçada para o interior do molde (24) da matriz (24), estampando-se um perfil (25) semicircular (fig. 4, a meio) .

No passo9 seguinte, efectua-se a deformação para obter o tubo (26) no molde da matriz (24), com o auxílio do cunho (27), que apresenta uma configuração própria para o tubo (26), com um contra-molde (28) (fig.4, em baixo). A seguir a isso, unem-se as arestas da junta (29,30), por meio de uma soldadura automática por laser, com detecção da junta e seguimento da mesma. 0 tubo (26) assim fabricado fica então disponível para o tratamento ulterioi. Ele apresenta, na direcção axial, 6 secções com espessuras de parede diferentes. Esta configuração é determinada com precisão para a utilização posterior do tubo e as cargas e tensões que se criam, às quais o tubo fica sujeito.

Lisboa, 23 de Maio de 2001

0 AGENTE OFICIAL DA PROPRiEDADE INDUSTRIAL

Claims

REIVINDICAÇÃO 1. Utilização de um tubo (26) com secções que apresentam espessuras de parede diferentes na direcção longitudinal, para a fabricação de peças de carroçarias ou componentes de chassis de veículos automóveis, no qual se realiza numa chapa inicialmente plana, em primeiro lugar, uma deformação, por laminagem, pré-determinada, adaptada às cargas existentes coro valores diferentes, distribuídas pelo comprimento das futuras peças de carroçarias ou componentes de chassis, com espessuras da chapa variáveis (sj-ss;Sis-Sie) por zonas, sendo depois a chapa laminada (1,14) cortada, em seguida deformada para obter o tubo (26) , e finalmente, unida ao longo das arestas das juntas. Lisboa, 23 de Maio de 2001 O AGENTE OFICIAL DA PROPRIEDADE INDUSTRIAL

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