WO2017203066A1 - Dispositivo para aligerar el peso de componentes de vehículos - Google Patents

Dispositivo para aligerar el peso de componentes de vehículos Download PDF

Info

Publication number
WO2017203066A1
WO2017203066A1 PCT/ES2016/070391 ES2016070391W WO2017203066A1 WO 2017203066 A1 WO2017203066 A1 WO 2017203066A1 ES 2016070391 W ES2016070391 W ES 2016070391W WO 2017203066 A1 WO2017203066 A1 WO 2017203066A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
weight
lightening
vehicle components
components according
movable bodies
Prior art date
Application number
PCT/ES2016/070391
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Francisco LARRUCEA DE LA RICA
Virginia MANSO RODRÍGUEZ
Original Assignee
Cie Automotive, S.A.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cie Automotive, S.A. filed Critical Cie Automotive, S.A.
Priority to PCT/ES2016/070391 priority Critical patent/WO2017203066A1/es
Priority to US16/303,978 priority patent/US11311929B2/en
Priority to ES16903010T priority patent/ES2879898T3/es
Priority to BR112018013918-1A priority patent/BR112018013918B1/pt
Priority to EP16903010.3A priority patent/EP3466558B1/en
Publication of WO2017203066A1 publication Critical patent/WO2017203066A1/es

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J5/00—Methods for forging, hammering, or pressing; Special equipment or accessories therefor
    • B21J5/02—Die forging; Trimming by making use of special dies ; Punching during forging
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J13/00—Details of machines for forging, pressing, or hammering
    • B21J13/02—Dies or mountings therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J13/00—Details of machines for forging, pressing, or hammering
    • B21J13/02—Dies or mountings therefor
    • B21J13/025—Dies with parts moving along auxiliary lateral directions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K1/00—Making machine elements
    • B21K1/06—Making machine elements axles or shafts
    • B21K1/08—Making machine elements axles or shafts crankshafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2220/00—Shaping
    • F16C2220/40—Shaping by deformation without removing material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C3/00—Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
    • F16C3/04—Crankshafts, eccentric-shafts; Cranks, eccentrics
    • F16C3/06—Crankshafts
    • F16C3/08—Crankshafts made in one piece

Definitions

  • the present invention relates to a device for lightening the weight of vehicle components, for example, the crankshaft of a vehicle engine.
  • weight reduction the smaller a vehicle is, the less power it requires to accelerate it, and the less energy it requires to maintain a constant speed, and, in addition, less raw material cost has to face the manufacturer of the product.
  • crankshafts have an important influence on engine performance as it is the component responsible for power generation, so its resistance / weight ratio is essential.
  • the forge is considered the most suitable for the manufacture of crankshafts.
  • high temperature forging stamping is the process that gives the best results. This process is capable of producing high quality components at moderate cost.
  • the forge offers high resistance in relation to weight, toughness and resistance to fatigue and impact, important factors in the design of crankshafts and their performance.
  • To define the forging process it is first necessary to size the block of material to be forged. To size the block it is necessary to define the load factor, which corresponds to a coefficient by which the volume of the piece must be multiplied to anticipate material losses in the burr. Once this factor is defined, a preliminary sizing of the block is performed.
  • crankshaft A process for manufacturing a crankshaft is known from US 2014/0318310 A1. This document describes a procedure for lightening crankshafts during the forging process without degradation of the crankshaft resistance.
  • the case raised in this document consists of a crankshaft, with a cavity formed in each crankshaft module on the side where the wrists are located. These cavities are formed by a series of movable bodies that penetrate the tooling footprint during a forging process. This is due to the fact that this part is usually chamfered and, in this way, the access of the movable bodies that produce the cavities is simpler than in a plane that was perpendicular to the axis of rotation of the crankshaft.
  • This document proposes a solution in which there are two types of cavities in the crankshaft. The first has a greater contact area and a lower depth of penetration in the crankshaft, while the second is the opposite case, the contact surface is smaller with a greater depth in the crankshaft.
  • Two blades are joined by their corresponding wrist before the movable bodies penetrate the piece to form the cavities.
  • the two blades go from being at a distance A (equal to the length of the wrist) to be at a distance practically zero B, which, apart from structural problems, would prevent the correct rotation and operation of the crankshaft.
  • the objective of the present invention is to provide a method and a device for lightening the weight of automobile components with greater productivity than with the currently known procedures and devices.
  • the device for lightening the weight of vehicle components comprises a tooling provided with a footprint where the component is formed and a plurality of movable bodies, which are movable between an initial position and an end position, so that In the final position one end of each movable body penetrates the tooling footprint to form a cavity to lighten the weight in a vehicle component, and is characterized in that at least one of said movable bodies is laterally movable.
  • At least one or all movable bodies comprise a recessed portion near said end that forms the cavity to lighten the weight, said recessed portion defining a protruding portion at said end, said protruding portion being the shape of said cavity, the bodies moving diagonally with respect to the tooling footprint.
  • the movable bodies are advantageously mounted on wedges provided with an inclined plane, the bodies moving diagonally with respect to the tooling footprint.
  • At least two of said movable bodies are mounted on an intermediate piece, which in turn is mounted on one of said wedges.
  • At least some of said movable bodies comprise an inclined surface complementary to the inclined plane of said wedges.
  • said projecting portion and said recessed portion have rounded edges.
  • said protruding portion may be substantially semicircle shaped in a plan view, or said protruding portion may be substantially rectangle shaped with its minor sides curved in a plan view, depending on the type of scrollable body.
  • a type of movable bodies which are mounted on said intermediate piece, comprise two bezels, said movable bodies being substantially in contact with each other through these bezels, and also the bevel of each movable body is disposed at the end provided with said outgoing portion.
  • said tooling comprises a lower insert in which the movable bodies and an upper insert are mounted, said upper posture being movable with respect to said lower posture and the set of said lower and upper postures being movable relative to a chassis Of the device.
  • said wedges are advantageously mounted fixedly in the chassis of the device, so that the movement of the set of said lower and upper hairpieces causes the displaceable bodies to move from their initial position to their final position.
  • each movable body is advantageously associated with a spring, which presses the movable body to its initial position.
  • the device according to the present invention a component for vehicles with a lighter weight is achieved, the lightening of the weight can be carried out in a simpler and more productive way than in the systems currently known.
  • Figure 1 is a schematic perspective view of the device for lightening the weight of vehicle components according to the present invention, in particular for lightening the weight of a crankshaft;
  • Figures 2 and 3 are perspective views of two types of movable bodies that are used in the device to lighten the weight of vehicle components according to the present invention
  • Figure 4 is a schematic plan view of a crankshaft indicating the initial position of the movable bodies of the device to lighten the weight of vehicle components according to the present invention
  • Y is a schematic plan view of a crankshaft indicating the initial position of the movable bodies of the device to lighten the weight of vehicle components according to the present invention
  • Figure 5 is a schematic plan view of a crankshaft indicating the final position of the movable bodies of the device to lighten the weight of vehicle components according to the present invention.
  • the device according to the present invention comprises a tool 10, formed by a lower insert 12 and an upper insert (not shown in the figures), as will be described later.
  • Said tooling 10 defines a footprint 1 1, in the shape of the component to be manufactured, such as a crankshaft 14.
  • the device according to the present invention comprises a plurality of movable bodies 1 a, 1 b, which can move between an initial position (Figure 4) in said movable bodies 1 a, 1 b are outside said footprint 1 1, and an end position (figure 5) in which one of the ends of each movable body 1a, 1 b is inside the footprint 11 to form said cavities when component 14 is manufactured .
  • component 14 has two types of chamfers. For that reason, it is necessary to design two types of cavities, adapting them to the shape of each chamfer and, therefore, the device according to the present invention will comprise two types of movable bodies, identified respectively by references 1a and 1b, that is to say, first scrollable bodies 1 a and second scrollable bodies 1 b.
  • Said first movable bodies 1 a are longitudinally movable along its longitudinal axis and said second movable bodies 1 b are laterally movable, that is perpendicularly with respect to their longitudinal axis.
  • the movable body 1 a, 1 b comprises a recessed portion 2 near one end of the body.
  • This recessed portion 2 defines a protruding portion 3, which is what forms the cavity in component 14.
  • said protruding portion 3 has a substantially rectangular planar shape with its lesser curved sides, while in the case of the second movable body 1 b, the portion projection 3 has a substantially semicircular plan shape.
  • the edges are rounded, to avoid sharp edges.
  • first movable bodies 1 a these are positioned as shown in the figures.
  • the first movable bodies 1a are mounted on wedges 4 for the diagonal movement of the first movable bodies 1a, as will be described below.
  • the first movable bodies 1a comprise an inclined surface 6 that is in contact with the wedge 4.
  • two second movable bodies 1 b are placed in a centered position as seen in the figures. These second movable bodies 1 b are mounted on an intermediate piece 5, which in turn is mounted on a wedge 4. In the initial position (figure 4), said second movable bodies 1 b are substantially in contact with each other by a bevel 7 , while in the final position (figure 5) they are separated.
  • the assembly of the device according to the present invention is carried out as follows. First, the assembly of a lower calibration insert 12 is carried out.
  • springs 15 are mounted which return the movable bodies 1 a, 1 b to their initial position.
  • the movable bodies 1a, 1b and the intermediate part 5 are then mounted in position.
  • closures of the lower insert 12 and a suffering plate 17 are mounted, which serves to provide rigidity to the assembly. Finally, the assembly is placed on a chassis 16 with integrated wedges 4.
  • the calibration process which is carried out by the device according to the present invention, is the last operation in the process of manufacturing a crankshaft. It should be noted that prior to this calibration process, during which the weight of the crankshaft is lightened, other steps are performed, which are not described in the present description because they are evident to the person skilled in the art and are not part of the present invention. .
  • the process of calibrating and lightening the weight of the component is as follows. First, the upper hairpiece lowers until it makes contact with the lower hairpiece 12 (which until then was still) and closes the device, enclosing component 14. From that point, both hairpieces move downwards in a solidary manner. As a single block.
  • the lower insert 12 is placed on a group of cylinders (not shown in the figures), which function as a spring, and allow this effect.
  • the lower insert 12 carries the movable bodies with the springs, which penetrate the crankshaft chamfers mentioned above, forming the cavities.
  • each movable body slides on a wedge 4 that is immobile. These wedges 4 cause the movable bodies 1 a, 1 b to move diagonally. The vertical component of that movement is equal to the movement of the hairpieces, and the horizontal component of the movement is equal to the movement with respect to the tooling.
  • the cylinders make the set of the hairpieces return to their initial position.
  • the springs 15 that hold the movable bodies 1a, 1b also return them to their initial position.

Abstract

El dispositivo para aligerar el peso de componentes de vehículos comprende un utillaje (10) provisto de una huella (11) donde se forma el componente y una pluralidad de cuerpos desplazables (1a, 1b), que son desplazables entre una posición inicial y una posición final, de manera que en la posición final un extremo de cada cuerpo desplazable (1a, 1b) penetra en la huella (11) del utillaje para formar una cavidad para aligerar el peso en un componente de vehículo (10), en el que al menos uno de dichos cuerpos desplazables (1b) es desplazable lateralmente. Permite realizar el aligeramiento del peso de una manera más sencilla y productiva que en los sistemas conocidos actualmente. Esto se consigue porque los cuerpos desplazables no interfieren entre sí durante su movimiento, de manera que se proceso de aligerado se puede realizar en un proceso de forjado de un solo golpe.

Description

DISPOSITIVO PARA ALIGERAR EL PESO DE COMPONENTES DE VEHÍCULOS
DESCRIPCIÓN
La presente invención se refiere a un dispositivo para aligerar el peso de componentes de vehículos, por ejemplo, el cigüeñal de un motor de un vehículo.
Antecedentes de la invención
Durante las últimas décadas, los fabricantes de automóviles y de componentes de automoción se han visto obligados a cumplir restricciones medioambientales cada vez más estrictas a la hora de desarrollar sus productos. La presión, por parte tanto social como de los gobiernos para mejorar la eficiencia energética y los niveles de emisiones de los vehículos es un factor que tiene un impacto inmenso en el sector.
Por otro lado, existe una presión enorme dentro del sector del automóvil para reducir costes, lo que implica tomar medidas en todas las etapas la cadena de valor de un producto.
La clave para afrontar este desafío es la reducción de peso: cuanto más pequeño es un vehículo, menos potencia requiere para acelerarlo, y menos energía requiere para mantener una velocidad constante, y, además, menos coste de materia prima tiene que afrontar el fabricante del producto.
Los nuevos motores de combustión interna deben tener mucha potencia, poco consumo de combustible, tamaño pequeño y deberán ser, en la medida de lo posible, inofensivos para el medioambiente. Por ejemplo, los cigüeñales tienen una influencia importante en el rendimiento del motor al ser el componente responsable de la generación de potencia, por lo que su relación resistencia/peso es fundamental.
Entre los procesos de conformado de metales, la forja se considera como el más idóneo para la fabricación de cigüeñales. Por lo general, la estampación a altas temperaturas de forja es el proceso que da mejores resultados. Este proceso es capaz de producir componentes de alta calidad a coste moderado. La forja ofrece alta resistencia en relación al peso, tenacidad y resistencia a la fatiga y al impacto, factores importantes en el diseño de cigüeñales y en su rendimiento. Para definir el proceso de forja, en primer lugar es necesario dimensionar el taco de material a forjar. Para dimensionar el taco es necesario definir el factor de carga, que corresponde a un coeficiente por el que hay que multiplicar el volumen de la pieza para prever las pérdidas de material en la rebaba. Una vez definido este factor, se realiza un dimensionamiento previo del taco.
Además, es necesario saber en cuántos golpes se forjará la pieza. Para ello, se usa una norma para definir si se utiliza un golpe (forma final), dos golpes (forma previa y final), tres golpes (dos previas y final), o cuatro golpes (tres previas y final). Se conoce un procedimiento para la fabricación de un cigüeñal a partir del documento US 2014/0318310 A1. En este documento se describe un procedimiento para el aligeramiento de cigüeñales durante el proceso de forja sin que se produzca una degradación en la resistencia del cigüeñal. El caso planteado en este documento consiste en un cigüeñal, con una cavidad formada en cada módulo del cigüeñal en el lado en el que se encuentran las muñequillas. Estas cavidades se forman mediante una serie de cuerpos desplazables que penetran en la huella del utillaje durante un proceso de conformado en forja. Esto se debe a que esa parte está habitualmente achaflanada y, de esta manera, el acceso de los cuerpos desplazables que producen las cavidades es más sencillo que en un plano que fuera perpendicular al eje de rotación del cigüeñal.
Además, el hecho de que esta sea una de las zonas de la pieza con mayor acumulación de material hace que sea la parte óptima para realizar las cavidades, ya que eliminar material ahí tendrá un menor impacto sobre la rigidez de la pieza que en otras zonas de la misma, en las que la rigidez se degradaría en mayor medida. El procedimiento descrito en este documento analiza el problema para un cigüeñal plano de 4 cilindros y 8 contrapesos. Los cuerpos desplazables aprovechan la inclinación de las zonas exteriores de las palas en las que están las muñequillas para penetrar en la pieza de manera prácticamente perpendicular, cosa que en otra zona del cigüeñal sería imposible debido a problemas de espacio en el utillaje.
Este documento plantea una solución en la que existen dos tipologías de cavidades en el cigüeñal. La primera presenta un área de contacto mayor y menor profundidad de penetración en el cigüeñal, mientras que la segunda es el caso contrario, la superficie de contacto es menor con una mayor profundidad en el cigüeñal.
Con esta solución se consigue que los dos cuerpos desplazables que penetran en el cigüeñal en cada muñequilla tengan la misma inclinación respecto al plano medio de la sección transversal de la muñequilla.
El motivo para que exista esa diferencia de geometría entre las dos cavidades es el siguiente: entre los dos vaciados puede observarse una separación muy fina en relación con el tamaño de las cavidades a realizar. Se trata de un conducto de paso de aceite que forma parte del circuito de refrigeración del grupo motor. El aceite pasa desde el eje a través de un orificio hacia la superficie de la muñequilla a través de otro orificio.
El problema principal de hacer ambas cavidades con la misma geometría es que al menos una de las dos invadiría el espacio ocupado por el conducto de aceite, hecho que no debe producirse.
Dos palas están unidas por su muñequilla correspondiente antes de que los cuerpos desplazables penetren en la pieza para formar las cavidades. Las dos palas pasan de encontrarse de una distancia A (igual a la longitud de la muñequilla) a encontrarse a una distancia B prácticamente nula que, problemas estructurales aparte, impediría el correcto giro y funcionamiento del cigüeñal.
En una representación gráfica del nivel de deformación lateral de los contrapesos puede observarse cómo el desplazamiento presenta una relación lineal con respecto al nivel de holgura entre la preforma y el utillaje hasta 0,5 mm, y una relación con una pendiente aproximadamente 4 veces superior a partir de 0,5 mm, por lo que es un factor de alta relevancia.
Por otro lado, para realizar un procedimiento como el descrito en este documento es necesario seguir un orden específico en la formación de las cavidades, para que los cuerpos desplazables que han de penetrar no colisionen entre sí durante el proceso.
Por lo tanto, el procedimiento y el dispositivo descritos en este documento tienen el problema de la interferencia entre los cuerpos desplazables si se quiere realizar el proceso en un solo golpe.
En consecuencia, el objetivo de la presente invención es proporcionar un procedimiento y un dispositivo para aligerar el peso de componentes de automóviles con una mayor productividad que con los procedimientos y dispositivos conocidos actualmente.
Descripción de la invención
Con el procedimiento y el dispositivo de la invención se consiguen resolver los inconvenientes citados, presentando otras ventajas que se describirán a continuación.
El dispositivo para aligerar el peso de componentes de vehículos de acuerdo con la presente invención comprende un utillaje provisto de una huella donde se forma el componente y una pluralidad de cuerpos desplazables, que son desplazables entre una posición inicial y una posición final, de manera que en la posición final un extremo de cada cuerpo desplazable penetra en la huella del utillaje para formar una cavidad para aligerar el peso en un componente de vehículo, y se caracteriza por que al menos uno de dichos cuerpos desplazables es desplazable lateralmente.
Ventajosamente, al menos uno o todos los cuerpos desplazables comprenden una porción rebajada cerca de dicho extremo que forma la cavidad para aligerar el peso, definiendo dicha porción rebajada una porción saliente en dicho extremo, siendo dicha porción saliente la que forma dicha cavidad, desplazándose los cuerpos en diagonal respecto a la huella del utillaje.
Además, los cuerpos desplazables están montados ventajosamente sobre unas cuñas provistas de un plano inclinado, desplazándose los cuerpos en diagonal respecto a la huella del utillaje.
Además, al menos dos de dichos cuerpos desplazables están montados sobre una pieza intermedia, que a su vez está montada sobre una de dichas cuñas.
Para permitir dicho desplazamiento en diagonal, al menos algunos de dichos cuerpos desplazables comprenden una superficie inclinada complementaria con el plano inclinado de dichas cuñas.
Ventajosamente, dicha porción saliente y dicha porción rebajada presentan unos bordes redondeados.
De acuerdo con dos realizaciones alternativas, dicha porción saliente puede ser substancialmente en forma de semicírculo en una vista en planta, o bien dicha porción saliente puede ser substancialmente en forma de rectángulo con sus lados menores curvados en una vista en planta, en función del tipo de cuerpo desplazable.
Ventajosamente, un tipo de cuerpos desplazables, que están montados sobre dicha pieza intermedia, comprenden sendos biseles, estando dichos cuerpos desplazables substancialmente en contacto entre sí a través de estos biseles, y además el bisel de cada cuerpo desplazable está dispuesto en el extremo provisto de dicha porción saliente.
De acuerdo con una realización preferida, dicho utillaje comprende un postizo inferior en el que están montados los cuerpos desplazables y un postizo superior, siendo dicho postizo superior desplazable respecto a dicho postizo inferior y siendo el conjunto de dichos postizos inferior y superior desplazable respecto a un chasis del dispositivo.
Además, dichas cuñas están ventajosamente montadas de manera fija en el chasis del dispositivo, de manera que el movimiento del conjunto de dichos postizos inferior y superior provoca el desplazamiento de los cuerpos desplazables desde su posición inicial a su posición final.
Para volver a su posición inicial, cada cuerpo desplazable está ventajosamente asociado a un muelle, que presiona el cuerpo desplazable a su posición inicial.
Con el dispositivo de acuerdo con la presente invención se consigue un componente para vehículos con un peso más ligero, pudiendo realizarse el aligeramiento del peso de una manera más sencilla y productiva que en los sistemas conocidos actualmente.
Esto se consigue con el dispositivo de acuerdo con la presente invención porque los cuerpos desplazables no interfieren entre sí durante su movimiento, de manera que se proceso de aligerado se puede realizar en un proceso de forjado de un solo golpe.
Breve descripción de los dibujos
Para mejor comprensión de cuanto se ha expuesto, se acompañan unos dibujos en los que, esquemáticamente y tan sólo a título de ejemplo no limitativo, se representa un caso práctico de realización.
La figura 1 es una vista esquemática en perspectiva del dispositivo para aligerar el peso de componentes de vehículos de acuerdo con la presente invención, en concreto para aligerar el peso de un cigüeñal;
Las figuras 2 y 3 son vistas en perspectiva de dos tipos de cuerpos desplazables que se utilizan el dispositivo para aligerar el peso de componentes de vehículos de acuerdo con la presente invención; La figura 4 es una vista en planta esquemática de un cigüeñal indicando la posición inicial de los cuerpos desplazables del dispositivo para aligerar el peso de componentes de vehículos de acuerdo con la presente invención; y
La figura 5 es una vista en planta esquemática de un cigüeñal indicando la posición final de los cuerpos desplazables del dispositivo para aligerar el peso de componentes de vehículos de acuerdo con la presente invención.
Descripción de una realización preferida
En primer lugar, debe indicarse que esta realización preferida se describe en relación con un cigüeñal para el motor de un vehículo. Sin embargo, es evidente que el dispositivo de aligeramiento del peso de acuerdo con la presente invención también se puede utilizar para aligerar el peso de cualquier componente de vehículo adecuado.
Como se ha indicado anteriormente, en un cigüeñal es ventajoso eliminar material en los chaflanes contiguos a cada muñequilla. Esto es porque se trata de zonas poco solicitadas a nivel de tensiones, que no tienen ningún tipo de funcionalidad.
El dispositivo de acuerdo con la presente invención comprende un utillaje 10, formado por una postizo inferior 12 y un postizo superior (no mostrado en las figuras), tal como se describirá posteriormente. Dicho utillaje 10 define una huella 1 1 , con la forma del componente que se fabricará, tal como un cigüeñal 14.
Para la formación de unas cavidades en el componente, el dispositivo de acuerdo con la presente invención comprende una pluralidad de cuerpos desplazables 1 a, 1 b, que pueden desplazarse entre una posición inicial (figura 4) en la dichos cuerpos desplazables 1 a, 1 b están fuera de dicha huella 1 1 , y una posición final (figura 5) en la que uno de los extremos de cada cuerpo desplazable 1a, 1 b está en el interior de la huella 11 para formar dichas cavidades cuando se fabrica el componente 14.
En el caso de los cigüeñales, el componente 14 tiene dos tipologías de chaflanes. Por ese motivo, es necesario diseñar dos tipos de cavidades, adaptándolas a la forma de cada chaflán y, por lo tanto, el dispositivo de acuerdo con la presente invención comprenderá dos tipos de cuerpos desplazables, identificados respectivamente mediante las referencias 1a y 1 b, es decir, unos primeros cuerpos desplazables 1 a y unos segundos cuerpos desplazables 1 b.
Dichos primeros cuerpos desplazables 1 a son desplazables longitudinalmente a lo largo de su eje longitudinal y dichos segundos cuerpos desplazables 1 b son desplazables lateralmente, es decir perpendicularmente respecto a su eje longitudinal.
En las figuras 2 y 3 se muestra un primer cuerpo desplazable 1a y un segundo cuerpo desplazable 1 b, respectivamente.
En ambos casos, el cuerpo desplazable 1 a, 1 b comprende una porción rebajada 2 cerca de un extremo del cuerpo. Esta porción rebajada 2 define una porción saliente 3, que es la que forma la cavidad en el componente 14.
Como se puede apreciar en la figura 2, en el caso del primer cuerpo desplazable 1 a, dicha porción saliente 3 tiene una forma en planta substancialmente rectangular con sus lados menores curvados, mientras que en el caso del segundo cuerpo desplazable 1 b, la porción saliente 3 tiene una forma en planta substancialmente semicircular. Además, en ambos casos los bordes son redondeados, para evitar cantos vivos.
En el caso de los primeros cuerpos desplazables 1 a, estos están colocados tal como se muestra en las figuras. Los primeros cuerpos desplazables 1a están montados sobre unas cuñas 4 para el movimiento en diagonal de los primeros cuerpos desplazables 1 a, tal como se describirá a continuación. Para ello, los primeros cuerpos desplazables 1a comprenden una superficie inclinada 6 que está en contacto con la cuña 4.
Por su parte, de acuerdo con la realización representada, dos segundos cuerpos desplazables 1 b están colocados en una posición centrada tal como aprecia en las figuras. Estos segundos cuerpos desplazables 1 b están montados en una pieza intermedia 5, que a su vez está montada en una cuña 4. En la posición inicial (figura 4), dichos segundos cuerpos desplazables 1 b están substancialmente en contacto entre sí mediante un bisel 7, mientras que en la posición final (figura 5) están separados.
El montaje del dispositivo de acuerdo con la presente invención se realiza de la siguiente manera. En primer lugar, se realiza el montaje de un postizo inferior 12 de calibrado.
A continuación, se montan unos muelles 15 que devuelven los cuerpos desplazables 1 a, 1 b a su posición inicial. A continuación se montan los cuerpos desplazables 1a, 1 b y la pieza intermedia 5 en su posición.
A continuación se montan unos cierres del postizo inferior 12 y una placa sufridera 17, que sirve para proporcionar rigidez al conjunto. Por último se coloca el conjunto sobre un chasis 16 con las cuñas 4 integradas.
El proceso de calibrado, que es el que se realiza mediante el dispositivo de acuerdo con la presente invención, es la última operación en el proceso de fabricación de un cigüeñal. Debe indicarse que antes de este proceso de calibrado, durante el cual se aligera el peso del cigüeñal, se realizan otras etapas, que no se describen en la presente descripción porque son evidentes para el experto en la materia y no forman parte de la presente invención.
El proceso de calibrado y aligeramiento del peso del componente es el siguiente. En primer lugar, el postizo superior baja hasta hacer contacto con el postizo inferior 12 (que hasta ese momento se encontraba inmóvil) y cerrar el dispositivo, encerrando el componente 14. A partir de ese punto, ambos postizos se desplazan hacia abajo de manera solidaria como un único bloque.
Este movimiento en bloque es posible gracias a que el postizo inferior 12 está colocado sobre un grupo de cilindros (no representados en las figuras), que hacen la función de muelle, y permiten ese efecto. El postizo inferior 12 lleva sujetos con los muelles los cuerpos desplazables, que penetran en los chaflanes del cigüeñal citados anteriormente, formando las cavidades.
Se puede dividir el movimiento de estos cuerpos desplazables en dos partes:
- Movimiento respecto al utillaje: los muelles que sujetan los cuerpos desplazables al utillaje y restringen su movimiento con respecto al mismo al plano XY (considerando que el conjunto del postizo superior e inferior se desplaza en el eje
Z).
- Movimiento respecto al eje de coordenadas absoluto: durante el movimiento del conjunto, cada cuerpo desplazable desliza sobre una cuña 4 que se encuentra inmóvil. Estas cuñas 4 hacen que los cuerpos desplazables 1 a, 1 b se muevan de manera diagonal. La componente vertical de ese movimiento es igual al movimiento de los postizos, y la componente horizontal del movimiento es igual al movimiento con respecto al utillaje. Cuando las cavidades se han conformado, los cilindros hacen que el conjunto de los postizos vuelva a su posición inicial. Los muelles 15 que sujetan los cuerpos desplazables 1a, 1 b también los devuelven a su posición inicial.
A pesar de que se ha hecho referencia a una realización concreta de la invención, es evidente para un experto en la materia que el dispositivo descrito es susceptible de numerosas variaciones y modificaciones, y que todos los detalles mencionados pueden ser sustituidos por otros técnicamente equivalentes, sin apartarse del ámbito de protección definido por las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Dispositivo para aligerar el peso de componentes de vehículos, que comprende un utillaje (10) provisto de una huella (11) donde se forma el componente y una pluralidad de cuerpos desplazables (1 a, 1 b), que son desplazables entre una posición inicial y una posición final, de manera que en la posición final un extremo de cada cuerpo desplazable (1 a, 1 b) penetra en la huella (11) del utillaje para formar una cavidad para aligerar el peso en un componente de vehículo (10), caracterizado por que al menos uno de dichos cuerpos desplazables (1 b) es desplazable lateralmente.
2. Dispositivo para aligerar el peso de componentes de vehículos de acuerdo con la reivindicación 1 , en el que al menos uno o todos los cuerpos desplazables (1 a, 1 b) comprenden una porción rebajada (2) cerca de dicho extremo que forma la cavidad para aligerar el peso, definiendo dicha porción rebajada (2) una porción saliente (3) en dicho extremo, siendo dicha porción saliente (3) la que forma dicha cavidad.
3. Dispositivo para aligerar el peso de componentes de vehículos de acuerdo con la reivindicación 1 , en el que al menos uno o todos los cuerpos desplazables (1 a, 1 b) están montados sobre unas cuñas (4) provistas de un plano inclinado, desplazándose los cuerpos (1 a, 1 b) en diagonal respecto a la huella (11) del utillaje (10).
4. Dispositivo para aligerar el peso de componentes de vehículos de acuerdo con la reivindicación 3, en el que dicho al menos un cuerpo desplazable lateralmente (1 b) está montado sobre una pieza intermedia (5), que a su vez está montada sobre una de dichas cuñas (4).
5. Dispositivo para aligerar el peso de componentes de vehículos de acuerdo con la reivindicación 4, en el que dos cuerpos desplazables lateralmente (1 b) están montados sobre dicha pieza intermedia (5), que a su vez está montada sobre una de dichas cuñas (4).
6. Dispositivo para aligerar el peso de componentes de vehículos de acuerdo con la reivindicación 3, en el que al menos uno de dichos cuerpos desplazables (1a) comprenden una superficie inclinada (6) complementaria con el plano inclinado de dichas cuñas (4).
7. Dispositivo para aligerar el peso de componentes de vehículos de acuerdo con la reivindicación 2, en el que dicha porción saliente (3) presenta unos bordes redondeados.
8. Dispositivo para aligerar el peso de componentes de vehículos de acuerdo con la reivindicación 2, en el que dicha porción rebajada (2) presenta unos bordes redondeados.
9. Dispositivo para aligerar el peso de componentes de vehículos de acuerdo con la reivindicación 2, en el que dicha porción saliente (3) es substancialmente en forma de semicírculo en una vista en planta.
10. Dispositivo para aligerar el peso de componentes de vehículos de acuerdo con la reivindicación 2, en el que dicha porción saliente (3) es substancialmente en forma de rectángulo con sus lados menores curvados en una vista en planta.
1 1. Dispositivo para aligerar el peso de componentes de vehículos de acuerdo con la reivindicación 4 o 5, en el que uno o los dos cuerpos desplazables (1 b) montados sobre dicha pieza intermedia (5) comprenden sendos biseles (7), estando dichos cuerpos desplazables (1 b) substancialmente en contacto entre sí a través de estos biseles (7).
12. Dispositivo para aligerar el peso de componentes de vehículos de acuerdo con la reivindicación 11 , en el que el bisel (7) está dispuesto en el extremo provisto de dicha porción saliente (3).
13. Dispositivo para aligerar el peso de componentes de vehículos de acuerdo con la reivindicación 1 , en el que dicho utillaje (10) comprende un postizo inferior (12) en el que están montados los cuerpos desplazables (1 a, 1 b) y un postizo superior, siendo dicho posterior superior desplazable respecto a dicho postizo inferior (12) y siendo el conjunto de dichos postizos inferior (12) y superior desplazable respecto a un chasis (16) del dispositivo.
14. Dispositivo para aligerar el peso de componentes de vehículos de acuerdo con la reivindicaciones 3 y 13, en el que dichas cuñas (4) están montadas de manera fija en el chasis (16) del dispositivo, de manera que el movimiento del conjunto de dichos postizos inferior (12) y superior provoca el desplazamiento de los cuerpos desplazables (1a, 1 b) desde su posición inicial a su posición final.
15. Dispositivo para aligerar el peso de componentes de vehículos de acuerdo con la reivindicación 1 , en el que cada cuerpo desplazable (1 a, 1 b) está asociado a un muelle (15), que presiona el cuerpo desplazable (1a, 1 b) a su posición inicial.
PCT/ES2016/070391 2016-05-24 2016-05-24 Dispositivo para aligerar el peso de componentes de vehículos WO2017203066A1 (es)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/ES2016/070391 WO2017203066A1 (es) 2016-05-24 2016-05-24 Dispositivo para aligerar el peso de componentes de vehículos
US16/303,978 US11311929B2 (en) 2016-05-24 2016-05-24 Device for calibrating and lightening the weight of crankshafts
ES16903010T ES2879898T3 (es) 2016-05-24 2016-05-24 Dispositivo para aligerar el peso de cigüeñales
BR112018013918-1A BR112018013918B1 (pt) 2016-05-24 2016-05-24 Dispositivo para calibrar e aliviar o peso de virabrequins
EP16903010.3A EP3466558B1 (en) 2016-05-24 2016-05-24 Device for lightening the weight of crankshafts

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/ES2016/070391 WO2017203066A1 (es) 2016-05-24 2016-05-24 Dispositivo para aligerar el peso de componentes de vehículos

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017203066A1 true WO2017203066A1 (es) 2017-11-30

Family

ID=60412653

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/ES2016/070391 WO2017203066A1 (es) 2016-05-24 2016-05-24 Dispositivo para aligerar el peso de componentes de vehículos

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11311929B2 (es)
EP (1) EP3466558B1 (es)
BR (1) BR112018013918B1 (es)
ES (1) ES2879898T3 (es)
WO (1) WO2017203066A1 (es)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7385132B2 (ja) 2020-04-03 2023-11-22 日本製鉄株式会社 クランク軸の製造方法
JP7385131B2 (ja) 2020-04-03 2023-11-22 日本製鉄株式会社 クランク軸の製造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100242241A1 (en) * 2009-03-27 2010-09-30 Honda Motor Co., Ltd. Production apparatus and production method for crankshaft
US20110308052A1 (en) * 2009-02-09 2011-12-22 Honda Motor Co., Ltd. Method for producing crankshaft and production apparatus therefor
US20150314365A1 (en) * 2012-12-12 2015-11-05 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Apparatus for forming a blank for finish forging for a forged crankshaft for a three-cylinder engine and method for manufacturing a forged crankshaft for a three-cylinder engine using the same
WO2016009620A1 (ja) * 2014-07-14 2016-01-21 新日鐵住金株式会社 鍛造クランク軸の製造方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1932584A (en) * 1933-01-19 1933-10-31 Continental Can Co Mandrel for can shaping machines
DE2754443A1 (de) * 1977-12-07 1979-06-13 Hahn Hermann Dr Ing Verfahren zum herstellen von zylindrischen hohlkoerpern und vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens
JPS58199637A (ja) * 1982-05-18 1983-11-21 Kayaba Ind Co Ltd ロータリバルブの加工方法
EP2412993B1 (en) * 2009-03-26 2014-12-31 Honda Motor Co., Ltd. Crankshaft and method for producing the same
CN102869463B (zh) * 2010-03-31 2015-07-08 日本精工株式会社 滚珠丝杠用螺母的制造方法以及滚珠丝杠
DE202012100361U1 (de) * 2012-02-03 2013-05-06 Rehau Ag + Co. Expansionskopf für Aufweitwerkzeuge und diesen umfassendes Expansionswerkzeug
MX2017014387A (es) * 2015-05-14 2018-03-23 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp Aparato para fabricar cigüeñal forjado.
JP2017094341A (ja) * 2015-11-18 2017-06-01 株式会社神戸製鋼所 プレス成形品の製造方法及びプレス成形装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110308052A1 (en) * 2009-02-09 2011-12-22 Honda Motor Co., Ltd. Method for producing crankshaft and production apparatus therefor
US20100242241A1 (en) * 2009-03-27 2010-09-30 Honda Motor Co., Ltd. Production apparatus and production method for crankshaft
US20150314365A1 (en) * 2012-12-12 2015-11-05 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Apparatus for forming a blank for finish forging for a forged crankshaft for a three-cylinder engine and method for manufacturing a forged crankshaft for a three-cylinder engine using the same
WO2016009620A1 (ja) * 2014-07-14 2016-01-21 新日鐵住金株式会社 鍛造クランク軸の製造方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DATABASE WPI Derwent World Patents Index; AN 2016-053408 *
See also references of EP3466558A4 *

Also Published As

Publication number Publication date
US20200038939A1 (en) 2020-02-06
BR112018013918A2 (pt) 2018-12-11
EP3466558A1 (en) 2019-04-10
BR112018013918B1 (pt) 2021-10-13
US11311929B2 (en) 2022-04-26
EP3466558B1 (en) 2021-04-07
EP3466558A4 (en) 2020-01-08
ES2879898T3 (es) 2021-11-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5249831B2 (ja) クランクシャフトおよびその製造方法
EP2274120B1 (en) Metal forged crankshaft, apparatus for metal forging a crankshaft and method of metal forging a crankshaft
WO2017203066A1 (es) Dispositivo para aligerar el peso de componentes de vehículos
ES2915564T3 (es) Artículo moldeado por estampación en caliente, miembro de vehículo y procedimiento de fabricación de artículo moldeado por estampación en caliente
JP5842427B2 (ja) 歯車の製造方法
US10584619B2 (en) Variable valve gear
CN105863918A (zh) 凸轮随动器及制造凸轮随动器的方法
BRPI1010032B1 (pt) Recesso de lubrificação de uma barra de ligação
CN108350827A (zh) 发动机的活塞结构
WO2016159246A1 (ja) 鍛造クランク軸の製造方法
ES2389461T3 (es) Elemento de acoplamiento para un acoplamiento de arrastre y procedimiento de fabricación correspondiente
CN203125034U (zh) 数字化平台柔性定位组块焊接工具
KR20170127299A (ko) 경량 단조 홀이 형성된 크랭크샤프트의 제조 방법
US20190072031A1 (en) Switch valve for controlling a hydraulic fluid flow and connecting rod for a variable compression internal combustion engine with a switch valve
CN101490386A (zh) 内燃机
JP5436331B2 (ja) クランクシャフトの製造方法
CN207340362U (zh) Led显示模组定位结构
WO2014163108A1 (ja) カムシャフトの製造方法及びギアシャフトの製造方法
WO2017082131A1 (ja) 内燃機関のシリンダヘッド構造及び内燃機関
US10828693B2 (en) Apparatus for manufacturing forged crankshaft
ES2270149T3 (es) Prensa que comprende un mandril y un punto para la realizacion de muescas en un tubo.
CN103726893A (zh) 用于对内燃发动机的换气气门进行可变致动的滑动凸轮配置
CN100496872C (zh) 用于连接杆的分割方法和装置
ES2893856T3 (es) Equipo y procedimiento para la torcedura de cigüeñales
RU2016111329A (ru) Способ изготовления усиливающего кромочного элемента лопатки газотурбинного двигателя

Legal Events

Date Code Title Description
REG Reference to national code

Ref country code: BR

Ref legal event code: B01A

Ref document number: 112018013918

Country of ref document: BR

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16903010

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 112018013918

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20180706

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2016903010

Country of ref document: EP

Effective date: 20190102