ES2212024T3 - Matriz de union por embuticion. - Google Patents

Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UN JUEGO DE HERRAMIENTAS PARA LA UNION POR ESTAMPACION, EN EL CUAL LA MATRIZ DE UNION POR ESTAMPACION COMPRENDE UN YUNQUE Y UNAS PIEZAS DE EXPANSION SITUADAS SOBRE EL, QUE PUEDEN DESPLAZARSE. TODAS LAS PIEZAS DE EXPANSION SE SUJETAN POR UN COMPONENTE ELASTICO, QUE NO ES UN ELASTOMERO Y QUE SOLO PUEDE SOLTARSE DE LA MATRIZ DESTRUYENDOLO. TAMBIEN SE HACE PUBLICO UN NUEVO TIPO DE ZOCALO PARA LA INSERCION DEL JUEGO DE HERRAMIENTAS EN UNA PRENSA.

Description

Matriz de unión por embutición.

La invención se refiere a una matriz de unión por embutición como parte de un juego de herramientas, que comprende además un punzón.

Al unir por embutición chapas superpuestas, en la zona de unión se conforma material de las chapas de manera perpendicular a su plano mediante un punzón que penetra en la matriz y después se prensa en un yunque que forma una parte de la matriz, extendiéndose lateralmente el material conformado. Para que esto sea posible, la matriz presenta piezas de extensión que se desplazan lateralmente frente una tensión elástica previa y, tras la extracción del punto de unión fuera de la matriz, retornan a su posición de conformación.

Este retorno puede garantizarse porque las propias piezas de extensión son deformables elásticamente; un ejemplo se muestra en el documento GB-A.2 069 394. Además, tiene que llegarse a un compromiso entre una rigidez suficiente de las piezas de extensión para el proceso de introducción, por un lado, y un movimiento de desplazamiento suficiente de las piezas de extensión para el ensanchamiento del material, por otro lado.

En el caso de otras construcciones, se prevén almohadillas o anillos de retorno hechos de material de elastómeros; en el documento DE-A-37 13 083 se muestran ejemplos. A este respecto, es desventajoso que el material de elastómeros sea sensible, especialmente cuando entra en contacto con esquinas y cantos afilados y que también pueda ser sensible químicamente, por ejemplo, frente a disolventes.

Finalmente, se conocen matrices para unión por embutición en las que las piezas de extensión son macizas, aunque se tensan previamente y se sujetan por resortes laminados; los resortes laminados están atornillados o remachados a una base que porta o forma el yunque. Pueden tomarse ejemplos de ello de los documentos US-A-4.972.565 o EP-B.0 513 473. En ellos, es desventajoso el gasto de montaje, sin embargo, sobre todo, el que la matriz puede manipularse, por ejemplo, mediante el reemplazo de las piezas de extensión.

La tarea de la invención es crear una matriz de unión por embutición, con las características citadas en el preámbulo de la reivindicación 1, que no presente ninguna de las desventajas existentes en el estado de la técnica, es decir, que no exija ni compromisos de rigidez, ni necesite presentar resortes de elastómeros sensibles, ni permita acciones incontrolables en la estructura de la matriz.

La solución según la invención de esta tarea está definida en la reivindicación 1. Las reivindicaciones dependientes y la descripción dan a conocer configuraciones preferidas del concepto según la reivindicación 1.

Los dibujos adjuntos muestran un ejemplo de realización preferido de la invención. Sin embargo, hay que indicar que, dependiendo del tipo de matriz correspondiente pueden ser adecuadas o, incluso necesarias, modificaciones.

Como se ha mencionado al principio, la matriz de unión por embutición forma un elemento de un juego de herramientas que puede emplearse en una prensa, cuyo otro elemento es un punzón que actúa conjuntamente con la matriz. Ambos elementos o herramientas tienen un vástago en cada caso, por ejemplo, en forma de la base 12, que puede alojarse en una abertura de una base del lado de la prensa. Este tipo de aberturas también se denomina "nido".

Actualmente se conocen dos formas de nidos y, de manera correspondiente, dos formas de vástagos compatibles con ellas: por un lado, nidos cilíndricos huecos con vástagos de herramienta cilíndricos, por otro lado, nidos en forma de paralelepípedo hueco con vástagos de herramienta en forma de paralelepípedo. Los vástagos se fijan en el nido, por ejemplo, mediante uno o varios tornillos.

Los nidos cilíndricos huecos y los vástagos cilíndricos tienen la ventaja de que pueden fabricarse de manera sencilla girando, taladrando, rectificando de forma cilíndrica o mediante otro procedimiento simétrico de rotación. Sin embargo, tienen la desventaja de que las bases dotadas con el nido cilíndrico tienen una necesidad de espacio relativamente grande, y especialmente "forman un saliente". Además, sólo es posible un cambio de la herramienta al extraer el vástago en la dirección axial; frecuentemente, esto exige un desmontaje previo de los rascadores y similares, de manera que no es posible ningún cambio rápido de la herramienta.

Los nidos en forma de paralelepípedo hueco y los vástagos en forma de paralelepípedo tienen la ventaja de que el nido está abierto hacia delante, por consiguiente, transversalmente a la dirección de trabajo, de manera que el vástago de la herramienta también puede sacarse hacia delante y, por consiguiente, se posibilita un cambio rápido. Es desventajoso, que la fabricación de nidos y vástagos sea fundamentalmente menos económica que en el caso de las configuraciones cilíndricas.

Ambos sistemas, y ésta es su principal desventaja común, no son compatibles entre sí: los vástagos en forma de paralelepípedo no se adaptan a los nidos cilíndricos huecos, y los vástagos cilíndricos no se adaptan a los nidos en forma de paralelepípedo
hueco.

El perfeccionamiento de la invención descrito a continuación, definido en las reivindicaciones 15 a 18, solventa estas desventajas; una base correspondiente se define en las reivindicaciones 19 a 26.

Según la naturaleza, las fuerzas de reacción que se forman durante el trabajo se desplazan hacia el fondo de la base mediante el vástago de la herramienta, de manera que la sección transversal del vástago tiene que dimensionarse correspondientemente. Las fuerzas perpendiculares a esto son fundamentalmente fuerzas de guiado y son, en comparación, reducidas, de manera que la superficie de envoltura parcialmente cilíndrica del vástago es suficiente, en un nido cilíndrico hueco, para recibir las fuerzas laterales e, igualmente, el contacto lineal de la superficie de envoltura parcialmente cilíndrica en un nido en forma de paralelepípedo hueco es suficiente para la colocación y recepción de las reducidas fuerzas
laterales.

La figura 1 muestra en perspectiva la matriz de unión por embutición según la invención,

la figura 2 es una sección según la línea 2-2 de la figura 1 a través del yunque y las piezas de extensión, aunque sin el componente de sujeción, y

la figura 3 es una sección según la línea 2-2 de la figura 1 a través del yunque, las piezas de extensión y el componente de sujeción.

la figura 4 muestra un desarrollo de la pieza estampada, a partir de la cual se curva el componente de sujeción,

la figura 5 muestra, en sección axial, una base y una herramienta antes del montaje,

la figura 6 muestra una base y una herramienta según la línea de corte 6-6 de la figura 5,

las figuras 7 y 8 muestran, de forma análoga a las figuras 5 ó 6, la herramienta en la base antes de la fijación,

las figuras 9 a 12 son representaciones análogas a las figuras 5 a 8 con otro tipo de base,

las figuras 13 a 20 muestran de manera análoga las fases de un cambio de herramienta en el caso de un vástago de herramienta configurado de manera especial y una base configurada de forma especial, con lo que las figuras impares son en cada caso secciones axiales o vistas laterales y las pares son, en cada caso, secciones transversales de la base o vistas en
planta.

Como puede deducirse de la figura 2, se trata de una matriz de unión por embutición bastante parecida a la que se muestra en la figura 1 del documento US-A-4.972.565, mencionado anteriormente. Comprende un yunque 10, con una base 12 y superficies 14 de apoyo biseladas a modo de tejado sobre las cuales (en el ejemplo de realización: dos) se soportan piezas 16 de extensión. Las piezas 16 de extensión están dotadas de prolongaciones 18 situadas en alto, aproximadamente en forma de media luna en la vista en planta. Cuando se introduce material mediante un punzón (no mostrado) en el espacio rodeado por las prolongaciones 18 y se comprime y, por consiguiente, se extiende entre el punzón y la superficie 20 de trabajo del yunque, las piezas de extensión se desplazan lateralmente y dejan libre el espacio para el flujo lateral del material. El movimiento de desplazamiento de las piezas 16 de extensión también tiene, debido a los chaflanes de las superficies 14 de apoyo, un componente descendente. Respecto a los detalles, hay que remitir al documento citado.

Según la invención, está previsto un componente, aquí una pieza estampada y curvada de una pieza, que cumple las siguientes funciones:

- sujetar las piezas 16 de extensión sobre el yunque 10,

- guiar las piezas 16 de extensión en paralelo a su movimiento de desplazamiento,

- limitar la carrera del desplazamiento,

- retornar de manera elástica las piezas de extensión a su posición de reposo,

- unir de manera inseparable todos los elementos que forman la matriz.

A este respecto, hay que entender por "inseparable" que se destruya la matriz cuando se intente obtener un acceso a los componentes individuales.

A partir de la figura 4, puede deducirse la forma del recorte. Éste comprende una sección 30 central, que se coloca durante el montaje sobre las caras planas superiores de las piezas 16 de extensión y mantiene éstas colocadas junto a las superficies 14 de apoyo, aunque sin inmovilizarlas. La sección 30 central está dotada de una canaladura 32, a través de la cual se extienden las prolongaciones 18 tras el montaje. La canaladura tiene dos zonas 34 de borde paralelas entre sí, cuyos extremos están unidos mediante zonas 36 curvadas.

Éstas forman topes contrapuestos para las prolongaciones 18 que también actúan como topes, con lo cual se limita su carrera al abrirse.

Las zonas 34 rectas del borde se encuentran alineadas con líneas 38 de plegado, por las cuales se doblan las secciones 40 de lengüeta, de manera que discurren perpendiculares a la sección central en el componente terminado. Aquí, por "doblar" no hay que entender la formación de un canto pronunciado, sino que se prevé intencionadamente un radio de flexión; puesto que el componente está hecho preferiblemente de acero para resortes, sin radio de flexión existiría un riesgo de agrietamiento por fragilidad. Conforme al sentido, esto también es válido para otras deformaciones del recorte, aún por describir.

La función de las lengüetas formadas por las secciones de lengüeta es el centrado y guiado de las piezas 16 de extensión en su movimiento de apertura.

En una de las secciones de lengüeta se conectan dos secciones 42 largas de zuncho, mientras que dos secciones 44 cortas de zuncho están unidas a la otra sección de lengüeta. La longitud de estas secciones de zuncho está seleccionada de tal manera que su suma es algo mayor que el contorno del yunque 10 en la zona de una ranura 46, que está realizada en una zona de envoltura parcialmente cilíndrica. El último paso en el montaje consiste en que las secciones 42 y 44 de zuncho se curvan en esta ranura 46, y sus extremos, que se solapan el uno al otro, se unen localmente entre sí, por ejemplo, se sueldan por puntos; estos puntos 48 de unión están colocados, como puede deducirse de la figura 1, algo hacia dentro respecto a las lengüetas, aunque puede accederse bien a ellos para la unión. Naturalmente, también podría dotarse cada una de las lengüetas con, en cada caso, una sección de zuncho larga y una corta; las uniones 48 se situarían entonces diametralmente opuestas entre sí.

Otras dos líneas 50 de plegado paralelas discurren perpendiculares a las líneas 38 de plegado y unen secciones 52 intermedias con la sección 30 central. En paralelo a las líneas 50 de plegado, discurren otras líneas 54 de plegado que unen, en cada caso, una sección intermedia con una sección 56 del elemento de retorno. Las últimas se pliegan, durante la flexión, en un primer paso, por las líneas 54 de plegado, en un ángulo que está entre 90º y 180º, preferiblemente en aproximadamente 170º. Entonces, en un segundo paso, se realizan los dobleces por las líneas de plegado que quedan, el componente formado de esta manera se coloca sobre el yunque dotado con las piezas de extensión y se fija como se ha descrito anteriormente. Las secciones intermedias y las secciones del elemento de retorno están dimensionadas de tal manera que los extremos libres de las últimas están apoyados, tras el montaje, de forma elástica en las superficies externas, apartadas la una respecto a la otra, de las piezas de extensión.

Las figuras 5 a 8 muestran la base 120, aquí destinada al alojamiento de una herramienta 122 inferior con un vástago 124. El tipo de herramienta no tiene importancia, por eso, se indica simplemente un punzón para unión por embutición, sin embargo, también puede tratarse de una matriz de unión por embutición. La base está dotada de un nido 126 en forma de paralelepípedo y en su pared 128 posterior presenta un agujero 130 para rosca interior. El vástago 124 está dotado de un taladro 132 pasante alineado con el agujero 130 para rosca interior, para el alojamiento de un tornillo 134 de cabeza avellanada. El tornillo 134 asegura la herramienta en el nido, aunque no transmite ninguna fuerza de presión; éstas más bien se desplazan desde la superficie 136 frontal de la herramienta al pie 138 de la base. Como puede observarse especialmente en la figura 8, el vástago 124 tiene un contacto lineal con las paredes 140 laterales de la base. Sin embargo, puesto que el aplanamiento 142 posterior del vástago está muy ajustado a la pared 128 posterior, y el vástago también está muy ajustado sobre el pie 138 de la base, las paredes laterales definen tan sólo la posición lateral de la herramienta y (casi) no necesitan transmitir ninguna fuerza.

Las flechas indican en cada caso la dirección en la que tienen que desplazarse las piezas individuales para llevar a cabo el montaje de la herramienta.

Esto también es válido para la variante según las figuras 9 a 12. Puesto que aquí el nido está configurado cilíndrico hueco, la herramienta se introduce desde arriba en el nido, con su base hacia delante, hasta que su vástago descansa sobre el pie 138 de la base. Una canaladura 144 en la pared 146 frontal de la base posibilita la introducción del tornillo 134 de cabeza avellanada. Se observa que la herramienta está aquí más desplazada hacia "atrás" que en las figuras 5 a 8, lo que en el caso de algunos trabajos, por ejemplo, en chapas biseladas, es desventajoso cuando hay que efectuar una unión cerca del doblez.

Esta desventaja se solventa en la forma de realización según las figuras 13 a 20. La pared frontal de la base está tan separada que el aplanamiento del vástago 124 insertado de la herramienta está enrasado con el frente 148 de la base (compárense las figuras 17/18). La anchura de la canaladura, que se entiende por toda la longitud axial del vástago, es suficiente para que el vástago 124 pueda introducirse, desde el frente hacia dentro, con uno de sus lados de envoltura parcialmente cilíndricos hacia delante, por lo que un giro de 90º (figuras 15/16) lleva a la herramienta a la posición de trabajo.

En el fondo del nido parcialmente cilíndrico está configurado un escalón 150 en el que se coloca el aplanamiento 142 interno o posterior cuando la herramienta 122 se gira a la posición correcta. Se observa que el vástago 124 se introduce de manera frontal por encima del escalón 150, que sirve como protección contra la torsión, se gira y después, se desplaza al pie 138 de la base 120. En lugar de esto, también podría estar prevista, en el lado inferior del vástago 124, una escotadura 152 en forma de una ranura que ofreciera espacio para el escalón 150; esto se indica en las figuras 13 y 13 con una línea discontinua. La fijación de la herramienta en la base podría realizarse también, en el caso de este tipo constructivo de base, tal como se describió anteriormente en el caso de las figuras 5 a 12. En todo caso, la accesibilidad al nido por el lado frontal posibilita un cambio rápido de herramienta, tal como se discutió anteriormente.

Se entiende que el taladro 132 pasante debilita el vástago 124 de la herramienta 122. En el caso de determinados trabajos, el vástago tiene que transmitir unas fuerzas tan grandes que un debilitamiento de este tipo sería inadmisible. Entonces, la fijación de la herramienta en el nido de la base tiene que realizarse de otra manera. Una solución de este tipo se muestra en las figuras 13 a 20:

En las secciones parcialmente cilíndricas del contorno del vástago 124 están realizadas ranuras 154, por ejemplo, entalladas, y la base 120 presenta un agujero 130 para rosca interior desplazado respecto al eje 156 del vástago de la herramienta, de tal manera que la cabeza 158 cónica del tornillo 134 se ensambla en la ranura 154 y la herramienta 122 se asegura en la base 120. Además, las dimensiones están seleccionadas preferiblemente de tal manera que la cabeza del tornillo, al apretarla, ejerce sobre la base un componente de fuerza dirigido hacia abajo, que presiona ésta intensamente contra el pie 138 de la base. Se entiende que no sólo para una, sino para ambas ranuras 154, puede estar previsto en cada caso un agujero para rosca interior con tornillo 134.

En las formas de realización descritas y mostradas pueden efectuarse modificaciones. De esta manera, en las figuras 13 a 20, las ranuras 154 se muestran con una sección transversal aproximadamente semicircular, pero también se propone una sección transversal triangular para introducir de manera más uniforme el componente de la fuerza elástica orientado hacia abajo. La geometría de la cabeza del tornillo no tiene que ser cónica obligatoriamente, sino que se adapta a la geometría de la forma de la sección transversal de las ranuras.

Sin embargo, el vástago 124 también podría presentar una forma de sección transversal que fuera fundamentalmente rectangular (adaptada a nidos en forma de paralelepípedo hueco), en la cual, sin embargo, las zonas de las esquinas serían cilíndricas, adaptadas a nidos cilíndricos huecos.

Claims (13)

1. Matriz de unión por embutición con un yunque (10), sobre el que se sujetan de forma móvil como mínimo dos piezas (16) de extensión mediante elementos (56) de retorno elásticos, caracterizada porque todas las piezas (16) de extensión se sujetan por medio de un componente no elastómero que sólo puede separarse destruyendo la matriz, para lo cual el componente se superpone a las piezas (16) de extensión.

2. Matriz de unión por embutición según la reivindicación 1, caracterizada porque el componente presenta los elementos (56) de retorno, así como un límite (36) del recorrido de las piezas (16) de extensión.

3. Matriz de unión por embutición según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el componente presenta una canaladura (32), cuyos bordes (34, 36) se apoyan sobre las piezas (16) de extensión.

4. Matriz de unión por embutición según la reivindicación 3, caracterizada porque las piezas (16) de extensión presentan prolongaciones de tope que atraviesan la canaladura (32) y las partes (36) del borde de la canaladura forman topes contrapuestos.

5. Matriz de unión por embutición según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el componente presenta lengüetas (40), a lo largo de las cuales se guían las piezas (16) de extensión.

6. Matriz de unión por embutición según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque el componente está fijado al yunque (10).

7. Matriz de unión por embutición según la reivindicación 6, caracterizada porque el componente presenta un zuncho (42, 44) que se acopla en una ranura (46) periférica del yunque (10).

8. Matriz de unión por embutición según la reivindicación 7, caracterizada porque los extremos, abiertos en primer lugar, del zuncho están unidos entre sí en arrastre de forma y/o de material.

9. Matriz de unión por embutición según la reivindicación 8, caracterizada porque los extremos de los zunchos están soldados por puntos.

10. Matriz de unión por embutición según una de las reivindicaciones 8 ó 9, caracterizada porque partes (42) más largas del zuncho están configuradas como prolongaciones de una de las lengüetas según la reivindicación 6, y partes (44) más cortas del zuncho están configuradas como prolongaciones de la otra lengüeta según la reivindicación 6, de manera que los puntos de unión de los extremos de los zunchos son accesibles.

11. Matriz de unión por embutición según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el componente es una pieza estampada y curvada, preferiblemente de acero para resortes.

12. Matriz de unión por embutición según la reivindicación 2 o una reivindicación referida a ésta, caracterizada porque los elementos (56) de retorno están configurados como lengüetas elásticas.

13. Recorte para la fabricación del componente de la matriz de unión por embutición según una de las reivindicaciones 1 a 12, que comprende:

- una sección (30) central, dotada con una canaladura (32),

- secciones (40) de lengüeta unidas a la sección central, que pueden doblarse en ángulo recto desde ésta,

- secciones (42, 44) de zunchos unidas con como mínimo una de las secciones de lengüeta,

- secciones (52) intermedias unidas con la sección (30) central, que pueden doblarse en ángulo recto desde ésta,

- secciones (56) de los elementos de retorno unidas cada una con una sección intermedia, que puede doblarse desde ésta más de 90º.