ES2219476T3 - Parte de carcasa de gas de escape de un vehiculo automovil, especialmente para un silenciador de gas de escape o un catalizador de gas de escape. - Google Patents
Parte de carcasa de gas de escape de un vehiculo automovil, especialmente para un silenciador de gas de escape o un catalizador de gas de escape.Info
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Abstract
Parte de carcasa de gas de escape de un vehículo automóvil, especialmente para un silenciador (2) de gas de escape o un catalizador de gas de escape de un automóvil de turismo, que comprende, como semiproducto, una pletina (1) que, después de un proceso de estampación en una herramienta (3, 4, 5), forma una semicubeta superior o una semicubeta inferior de un silenciador o catalizador de semicubetas o que, después de un proceso de desenrollamiento en una herramienta, forma un embudo o cilindro de gas de escape arrollado o un racor de acometida de gas de escape, caracterizada porque la pletina (1) es una pieza de chapa laminada perfilada enteriza de espesor diferente con al menos un tramo de banda (10) de menor espesor (S2) y al menos un tramo de banda (11) de mayor espesor (S1) que refuerza localmente la parte de carcasa de gas de escape fabricada en al menos una zona de pared.
Description
Parte de carcasa de gas de escape de un vehículo
automóvil, especialmente para un silenciador de gas de escape o un
catalizador de gas de escape.
La invención concierne a una parte de carcasa de
gas de escape de un vehículo automóvil, especialmente para un
silenciador de gas de escape o un catalizador de gas de escape de un
automóvil de turismo, que comprende, como semiproducto, una pletina
que, después de un proceso de estampación en una herramienta, forma
una semicubeta superior o una semicubeta inferior de un silenciador
o catalizador de semicubetas o que, después de un proceso de
desenrollamiento en una herramienta, forma un embudo o cilindro de
gas de escape arrollado o un racor de acometida de gas de
escape.
El documento EP 0 324 891 A1 describe una parte
de carcasa de gas de escape de esta clase de un vehículo automóvil
para un silenciador de gas de escape de un automóvil de turismo, que
comprende, como semiproducto, una pletina que, después de un proceso
de estampación en una herramienta, forma una semicubeta superior y
una semicubeta inferior de un silenciador de semicubetas.
Las carcasas de silenciadores de gas de escape o
catalizadores de gas de escape para vehículos automóviles en modo de
construcción de semicubetas o de arrollamiento o de envolvente, así
como las partes de carcasa de gas de escape, tales como tubos,
racores o embudos de acometida, se forman según el estado de la
técnica, en el caso de elevadas exigencias impuestas a la
resistencia, a la estabilidad de forma y la calidad, a partir de
pletinas en una sola pared de espesor grande o bien a partir de dos
pletinas en doble pared. Eventualmente, unos nervios o acanaladuras
de rigidización adicionales en la parte de carcasa proporcionan una
estabilidad adicional. La fabricación tanto de partes de carcasa de
doble pared como de partes de carcasa de una sola pared con espesor
de pared relativamente grande de una pletina es costosa. Se necesita
también mucho material para un modo de construcción suficientemente
estable de una carcasa de gas de escape o parte de carcasa de gas de
escape. Son desventajosos los altos costes del material, el elevado
peso de la instalación de gas de escape y el alto consumo de
gasolina del vehículo automóvil.
El cometido de la invención es la creación de una
parte de carcasa de gas de escape de un vehículo automóvil de la
clase citada al principio con una pletina especial como
semiproducto, así como un procedimiento de fabricación de una
pletina o una parte de carcasa de gas de escape que presenta una
alta resistencia y una alta estabilidad de forma y que, no obstante,
es de peso ligero.
Este problema se resuelve con una parte de
carcasa de gas de escape según la reivindicación 1 independiente.
Perfeccionamientos ventajosos se desprenden de las reivindicaciones
2 a 9 subordinadas.
Un dispositivo de fabricación se distingue por
las características de la reivindicación 10. Perfeccionamientos
ventajosos se desprenden de las reivindicaciones 11 a 15
subordinadas.
Un procedimiento de fabricación de una pletina o
una parte de carcasa de gas de escape se distingue por las
características de la reivindicación 16.
La esencia de la invención es una estructura
especial de una pletina monopieza en una prefabricación para un
silenciador de gas de escape, catalizador de gas de escape, embudo
de gas de escape, envolvente cilíndrica de gas de escape, racor de
gas de escape o similar a fabricar en modo de construcción de
semicubetas o de arrollamiento o de envolvente.
Una parte de carcasa de gas de escape de un
vehículo automóvil, especialmente para un silenciador de gas de
escape o un catalizador de gas de escape de un automóvil de turismo,
que comprende, como semiproducto, una pletina que, después de un
proceso de estampación en una herramienta, forma una semicubeta
superior o una semicubeta inferior de un silenciador o catalizador
de semicubetas o que, después de un proceso de desenrollamiento en
una herramienta, forma un embudo o cilindro de gas de escape
arrollado o un racor de acometida de gas de escape, se caracteriza
en particular por una pletina en forma de una pieza de chapa
laminada perfilada enteriza de diferente espesor con al menos un
tramo de banda de menor espesor y al menos un tramo de banda de
mayor espesor que refuerza localmente la parte de carcasa de gas de
escape fabricada (semicubeta, embudo, cilindro o racor) en al menos
una zona de pared.
Preferiblemente, la pletina presenta dos tramos
de banda de menor espesor y un tramo de banda intercalado de mayor
espesor.
Los dos tramos de banda laterales de menor
espesor pueden ser de construcción idéntica.
El tramo de banda de mayor espesor puede ser al
menos un puente longitudinal estrecho realzado o puede comprender
adicionalmente al menos un puente longitudinal estrecho
realzado.
Eventualmente, la pieza de chapa laminada posee
al menos en una superficie un dibujo laminado, que son
preferiblemente franjas longitudinales y/o transversales, cuadros o
botones circulares o cuadrados.
Los tramos de banda están construidos
especialmente en forma lineal en la dirección longitudinal de la
parte de carcasa de gas de escape que se ha de fabricar.
Sin embargo, como alternativa, los tramos de
banda pueden estar también ensanchados o estrechados en el centro en
la dirección transversal de la parte de carcasa de gas de escape a
fabricar y pueden presentar un borde de unión curvado en la
dirección longitudinal de la parte de carcasa de gas de escape que
se ha de fabricar.
En otra ejecución los tramos de banda pueden
presentar también un borde de unión lineal que discurra oblicuamente
respecto de la dirección longitudinal de la parte de carcasa de gas
de escape a fabricar.
Un dispositivo de laminación ventajoso para
fabricar una pletina prevé al menos dos rodillos de presión
perfilados cuya distancia axial de uno a otro es preferiblemente
ajustable.
Para una fabricación de un perfil distinto de una
pletina, los rodillos de presión son preferiblemente
intercambiables.
Los rodillos de presión pueden poseer también
cilindros de laminación o aros de cilindro de laminación perfilados
intercambiables que presenten preferiblemente un perfil de
laminación diferente y/o un diámetro de cilindro diferente.
Los rodillos de presión o los cilindros de
laminación o los aros de cilindro de laminación pueden poseer en
sección transversal no sólo una forma circular, sino también al
menos en parte una forma ovalada, para formar espesores diferentes
en la dirección transversal de una pletina.
Un procedimiento para fabricar una parte de
carcasa de gas de escape prevé especialmente una prefabricación de
una pletina enteriza parcialmente reforzada mediante laminación de
un material en banda.
En particular, la pletina se prefabrica a partir
de un material en banda como pieza de chapa laminada perfilada
enteriza de espesor diferente con al menos un tramo de banda de
menor espesor y al menos un tramo de banda de mayor espesor que
refuerza localmente la parte de carcasa de gas de escape fabricada
(semicubeta, embudo, cilindro o racor) en al menos una zona de
pared.
La pieza de chapa laminada perfilada enteriza se
estampa, por ejemplo, en una herramienta de estampación constituida
por al menos un troquel y una matriz, para formar especialmente una
semicubeta (superior o inferior). Se entiende que el troquel y/o la
matriz de la herramienta de estampación para la pletina parcialmente
más gruesa están configurados o escotados de manera
correspondiente.
La pletina antes citada puede ser sometida no
sólo a un proceso de estampación, sino también, como semiproducto
prefabricado, a un proceso de arrollamiento en una herramienta
correspondiente para fabricar partes de carcasa de gas de escape en
modo de construcción de arrollamiento o de envolvente con refuerzo
parcial de la envolvente. Las cubetas, tubos o envolventes
arrollados son provistos preferiblemente de una costura de soldadura
longitudinal, especialmente una costura de soldadura por láser.
Mediante la invención se pueden configurar
ventajosamente en modo de construcción ligera partes de carcasa de
gas de escape, especialmente semicubetas estampadas de silenciadores
de gas de escape y catalizadores de gas de escape, sin tener que
aceptar mermas en la resistencia o en la estabilidad de forma. Las
partes de carcasa de gas de escape están parcialmente reforzadas en
el espesor de la pared mediante un agrandamiento correspondiente del
perfil únicamente en aquellos sitios en los que se imponen
requisitos especiales a la resistencia. En todos los demás sitios el
espesor de pared de la pletina o de las chapas individuales es
pequeño, de modo que con la reducción de la pared allí existente se
obtienen en conjunto una reducción de peso y un ahorro de material.
Según el estado de la técnica, en el caso de una construcción en una
sola pared de una parte de carcasa de gas de escape se tenía que
configurar allí también un mayor espesor en sí no necesario de una
chapa individual o de una pletina o bien se tenía que pasar al modo
de construcción de doble pared. Dado que la propia pletina no se
fabrica a base de varias partes individuales ensambladas y soldadas
una con otra, sino que se fabrica en una sola pieza, no tienen que
ensamblarse tampoco piezas individuales ni soldarse éstas entre sí,
lo que simplifica el proceso de fabricación.
La invención es adecuada especialmente en piezas
de forma de cubeta para silenciadores de gas de escape y
catalizadores de gas de escape, pero también en otras piezas en las
que, salvaguardando las exigencias respecto de sonido estructural,
blindaje contra el calor y durabilidad a la fatiga, es posible una
reducción del peso por medio de un espesor de pared diferente. Por
tanto, se refuerzan de preferencia parcialmente piezas de forma de
semicubeta de una instalación de gas de escape en sitios
seleccionados para obtener la función, la resistencia y el blindaje
frente al calor. Las pletinas se laminan aún antes de una
estampación o arrollamiento hasta la forma definitiva a partir de
chapas cortadas a medida. Se mejora también la función de la parte
de carcasa de gas de escape fabricada.
Se describe seguidamente la invención con más
detalle ayudándose de ejemplos de ejecución y haciendo referencia al
dibujo adjunto; muestran:
la figura 1, una pletina prensada por laminación
en una primera variante de ejecución para fabricar una semicubeta de
una sola pared de un silenciador de gas de escape, en una vista en
perspectiva esquemática,
la figura 2, pletinas según la figura 1 en su
forma final de semicubetas estampadas, en una sección transversal
esquemática,
la figura 3, un silenciador de gas de escape
fabricado con pletinas según las figuras 1 y 2, en una vista en
perspectiva,
las figuras 4 a 8, otras pletinas en una vista en
planta esquemática con tramos de banda de diferente conformación con
menor y mayor espesor,
las figuras 9 y 10, un dispositivo de laminación
para fabricar una pletina enteriza perfilada en dos variantes de
ejecución,
la figura 11, una sección transversal de un tramo
de rodillos de presión accionados en sentidos contrarios en el
dispositivo de laminación según las figuras 9 y 10,
la figura 12, una herramienta de estampación para
fabricar carcasas de semicubetas a partir de pletinas según las
figuras 1 a 8, y
la figura 13, una pletina estampada en la
herramienta de estampación según la figura 12 o una semicubeta
fabricada, en una sección transversal esquemática.
En el dibujo se han representado una parte de
carcasa de gas de escape en forma de un silenciador 2 de gas de
escape para una instalación de gas de escape de un vehículo
automóvil y pletinas 1 necesarias para la fabricación en variantes
de ejecución diferentes, junto con sus herramientas de
fabricación.
El silenciador 2 de gas de escape en modo de
construcción de semicubetas posee unas semicubetas superior e
inferior 6 que están unidas fijamente una con otra en su plano de
separación horizontal por medio de un pliegue periférico o una
soldadura de borde 20.
La pletina 1 para la parte de carcasa de gas de
escape del vehículo automóvil, especialmente para el silenciador 2
de gas de escape o un catalizador de gas de escape de un automóvil
de turismo, que, después de un proceso de estampación en una
herramienta 3, 4, 5, forma una semicubeta superior o una semicubeta
inferior de un silenciador o catalizador de semicubetas o que,
después de un proceso de desenrollamiento en una herramienta, forma
un embudo o cilindro de gas de escape arrollado o un racor de
acometida de gas escape, posee una estructura especial.
En particular, la pletina 1 es una pieza de chapa
laminada perfilada enteriza de espesor diferente con al menos un
tramo de banda 10 de menor espesor S2 y al menos un tramo de banda
11 de mayor espesor S1 que refuerza localmente la parte de carcasa
de gas de escape fabricada (semicubeta, embudo, cilindro o racor),
al menos en una zona de pared.
En particular, según las figuras 1, 4, 5 y 6,
están previstos dos tramos de banda laterales 10 de menor espesor S2
y un tramo de banda intercalado 11 de mayor espesor S1. Los dos
tramos de banda laterales 10 de menor espesor S2 son de construcción
idéntica.
El tramo de banda 11 de mayor espesor puede
comprender adicionalmente al menos un estrecho puente longitudinal
realzado o, según la figura 6, al menos un estrecho puente
longitudinal realzado 12.
La pletina 1 o la pieza de chapa laminada puede
presentar en al menos una superficie un dibujo laminado 13 según la
figura 8, el cual pueden ser, por ejemplo, franjas longitudinales
y/o transversales, cuadros o botones circulares o cuadrados.
Los tramos de banda 10, 11 están construidos
preferiblemente en forma lineal en la dirección longitudinal de la
parte de carcasa de gas de escape a fabricar según la figura 1, pero
pueden estar configurados también de otra manera con un perfil de
laminación correspondiente de la herramienta de fabricación.
Así, por ejemplo, los tramos de banda 10, 11
pueden estar ensanchados o estrechados en el centro en la dirección
transversal de la parte de carcasa de gas de escape a fabricar y
pueden presentar un borde de unión curvado convexo 7 según la figura
4 o un borde de unión curvado 8 según la figura 5 en la dirección
longitudinal de la parte de carcasa de gas de escape a fabricar. El
símbolo de referencia 9 identifica una transición redonda entre los
tramos de banda más delgado y más grueso 10 y 11.
Sin embargo, los tramos de banda 10, 11 pueden
presentar también un borde de unión lineal 15 que discurra
oblicuamente respecto de la dirección longitudinal de la parte de
carcasa de gas de escape a fabricar, tal como se ilustra, por
ejemplo, en las figuras 6 y 7.
En las figuras 9 a 11 se muestran variantes de un
dispositivo de laminación para fabricar una pletina 1.
En particular, según las figuras 9 y 10, están
previstos dos rodillos de presión perfilados 16, 17 accionados en
sentidos contrarios, cuyo perfil corresponde al perfil negativo de
la pletina 1 a fabricar representada en la figura 1.
La distancia axial d de los dos rodillos de
presión 16, 17 que discurren con ejes paralelos uno a otro es
ajustable.
Los rodillos de presión perfilados son
preferiblemente intercambiables por rodillos de presión perfilados
de otra manera.
Los propios rodillos de presión pueden poseer
cilindros de laminación 18 o aros de cilindro de laminación
perfilados intercambiables, tal como se ha representado, por
ejemplo, con línea de trazos en la figura 10.
Los cilindros de laminación 18 o aros de cilindro
de laminación intercambiables poseen un perfil de laminación
diferente y/o un diámetro de cilindro diferente para acomodarse a
diferentes perfiles de fabricación y tamaños de pletinas 1, por
ejemplo según las figuras 4 a 8.
Los rodillos de laminación 16, 17 o los cilindros
de laminación 18 o los aros de cilindro de laminación pueden poseer
en toda la longitud axial o en una longitud axial parcial una
sección transversal en forma ovalada según la figura 11 o localmente
al menos un entrante que corresponda a una zona de refuerzo de la
pared en la forma final de una pletina estampada o arrollada 1.
Un procedimiento para fabricar una parte de
carcasa de gas de escape con una pletina como semiproducto prevé que
la pletina 1 se prefabrique a partir de un material en banda como
pieza de chapa laminada perfilada enteriza de diferente espesor con
al menos un tramo de banda 10 de menor espesor S2 y al menos un
tramo de banda 11 de mayor espesor S1 en un dispositivo de
laminación según las figuras 9 a 11, reforzando localmente el tramo
de banda 11 con el mayor espesor S2 a la parte de carcasa de gas de
escape fabricada (semicubeta, embudo, cilindro o racor), al menos en
una zona de pared.
Una pletina 1 prefabricada de esta manera es
estampada en una herramienta según la figura 12 hasta la forma final
de una semicubeta 6 según las figuras 13 y 2.
La herramienta comprende una matriz 3, un anillo
de retención 4 y un troquel 5.
Previamente, se posiciona la pletina prefabricada
1 sobre el anillo de retención 4. Seguidamente, se cierra la matriz
3 en dirección al anillo de retención 4 para aprisionar la pletina
plana prefabricada 1. A continuación, se mueve el troquel hacia
arriba en la dirección de la flecha P según la figura 14 y se
realiza el proceso de estampación de la semicubeta 6 a partir del
semiproducto de la pletina prefabricada 1, pudiendo moverse también
la matriz 3 junto con el anillo de retención 4 hacia abajo, para la
estampación, en contra del troquel 5 entonces estacionario.
Una vez concluido el proceso de estampación, la
pletina 1 obtiene la forma dibujada en la figura 12 en la matriz
3.
Las pletinas 1 antes citadas pueden someterse no
sólo a un proceso de estampación, sino también, como semiproducto
prefabricado en una herramienta correspondiente, a un proceso de
arrollamiento para fabricar partes de carcasa de gas de escape
arrolladas en modo de construcción de arrollamiento o de envolvente
con refuerzo parcial de la envolvente. Las cubetas, tubos o
envolventes arrollados son provistos preferiblemente de una costura
de soldadura longitudinal, especialmente una costura de soldadura
por láser.
Claims (16)
1. Parte de carcasa de gas de escape de un
vehículo automóvil, especialmente para un silenciador (2) de gas de
escape o un catalizador de gas de escape de un automóvil de turismo,
que comprende, como semiproducto, una pletina (1) que, después de un
proceso de estampación en una herramienta (3, 4, 5), forma una
semicubeta superior o una semicubeta inferior de un silenciador o
catalizador de semicubetas o que, después de un proceso de
desenrollamiento en una herramienta, forma un embudo o cilindro de
gas de escape arrollado o un racor de acometida de gas de escape,
caracterizada porque la pletina (1) es una pieza de chapa
laminada perfilada enteriza de espesor diferente con al menos un
tramo de banda (10) de menor espesor (S2) y al menos un tramo de
banda (11) de mayor espesor (S1) que refuerza localmente la parte de
carcasa de gas de escape fabricada en al menos una zona de
pared.
2. Parte de carcasa de gas de escape según la
reivindicación 1, caracterizada porque la pletina (1)
presenta dos tramos de banda laterales (10) de menor espesor (S2) y
un tramo de banda (11) de mayor espesor (S1) situado entre los
anteriores.
3. Parte de carcasa de gas de escape según la
reivindicación 2, caracterizada porque los dos tramos de
banda laterales (10) de menor espesor (S2) son de construcción
idéntica.
4. Parte de carcasa de gas de escape según una de
las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el tramo de
banda (11) de mayor espesor es al menos un estrecho puente
longitudinal realzado o comprende adicionalmente al menos un
estrecho puente longitudinal realzado (12).
5. Parte de carcasa de gas de escape según una de
las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque la pieza de
chapa laminada presenta en al menos una superficie un dibujo
laminado (13).
6. Parte de carcasa de gas de escape según la
reivindicación 5, caracterizada porque el dibujo laminado
(13) son franjas longitudinales y/o transversales, cuadros o botones
circulares o cuadrados.
7. Parte de carcasa de gas de escape según una de
las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque los tramos
de banda (10, 11) están construidos en forma lineal en la dirección
longitudinal de la parte de carcasa de gas de escape que se ha de
fabricar.
8. Parte de carcasa de gas de escape según una de
las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque los tramos
de banda (10, 11) están ensanchados o estrechados en el centro en la
dirección transversal de la parte de carcasa de gas de escape que se
ha de fabricar y presentan un borde de unión curvado (7 u 8) en la
dirección longitudinal de la parte de carcasa de gas de escape que
se ha de fabricar.
9. Parte de carcasa de gas de escape según una de
las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque los tramos
de banda (10, 11) presentan un borde de unión lineal (15) que
discurre oblicuamente con respecto a la dirección longitudinal de la
parte de carcasa de gas de escape que se ha de fabricar.
10. Dispositivo de laminación para fabricar una
pletina según una de las reivindicaciones 1 a 9,
caracterizado porque están previstos al menos dos rodillos de
presión perfilados (16, 17).
11. Dispositivo de laminación según la
reivindicación 10, caracterizado porque la distancia axial
(d) de los dos rodillos de presión (16, 17) que discurren con ejes
paralelos uno a otro es ajustable.
12. Dispositivo de laminación según la
reivindicación 10 u 11, caracterizado porque los rodillos de
presión son intercambiables.
13. Dispositivo de laminación según una de las
reivindicaciones 10 a 12, caracterizado porque los rodillos
de presión poseen cilindros de laminación perfilados intercambiables
(18).
14. Dispositivo de laminación según la
reivindicación 13, caracterizado porque los cilindros de
laminación (18) poseen un perfil de laminación diferente y/o un
diámetro de cilindro diferente.
15. Dispositivo de laminación según una de las
reivindicaciones 10 a 13, caracterizado porque los rodillos
de presión (16, 17) o los cilindros de laminación (18) poseen al
menos en parte una forma ovalada en sección transversal.
16. Procedimiento para fabricar una parte de
carcasa de gas de escape con una pletina como semiproducto según una
de las reivindicaciones 1 a 9, con ayuda de un dispositivo de
fabricación según una de las reivindicaciones 10 a 15,
caracterizado porque la pletina (1) se prefabrica a partir de
un material en banda como pieza de chapa laminada perfilada enteriza
de espesor diferente con al menos un tramo de banda (10) de menor
espesor (S2) y al menos un tramo de banda (11) de mayor espesor (S1)
que refuerza localmente la parte de carcasa de gas de escape
fabricada en al menos una zona de pared.
Applications Claiming Priority (2)
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