ES2233548T3 - Dispositivo para la hidroconformacion de cuerpos huecos. - Google Patents

Dispositivo para la hidroconformacion de cuerpos huecos.

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Abstract

Dispositivo para la hidroconformación de cuerpos huecos, que comprende una herramienta (1a o 1b) al menos de dos piezas y cilindros (10) axiales asociados a ésta en los dos lados, los cuales son apropiados para obturar con punzones (111) de obturación los extremos del cuerpo hueco introducido en el espacio del contorno de la herramienta, de modo que al menos un punzón (11) de obturación presenta un taladro de alta presión conectado a una fuente de medio de presión, y de modo que al menos uno de los punzones (11) de obturación está dotado de un cabezal (12; 112; 212) de obturación separable por delante, que es al menos de dos piezas, compuesto de una pieza (22) de inserción dispuesta de forma que avanza, configurada con un bisel (26) de entrada, así como un alojamiento (24) de guiado adyacente, y tiene un tope (23) dispuesto entre la pieza (22) de inserción y el alojamiento (24) de guiado, caracterizado porque el tope (23) facilita un borde (28) de obturación.

Description

Dispositivo para la hidroconformación de cuerpos huecos.
La invención se refiere a un dispositivo para la hidroconformación de cuerpos huecos, con las características indicadas en los preámbulos de las reivindicaciones independientes 1 y 3, tal como se ha dado a conocer mediante el documento DE-A-43 09 680.
La hidroconformación se conoce en el estado de la técnica y está descrita en la bibliografía especializada (véase el documento DE-Z "Werkstattechnik 79 (1989)", VDI-Fortschrittsberichte, serie 2, nº 142, VDI-Verlag 1987). Preferiblemente, para fabricar cuerpos huecos moldeados de forma diferente a partir de un producto semielaborado, se utiliza, por ejemplo, una pieza de trabajo tubular. Tal como se conoce, aquí se introduce una sección de tubo, por ejemplo, de acero o cobre, en una herramienta de hidroconformación de varias piezas sin matrices internas sólidas, con empujadores de conformación o punzones de obturación accionados por cilindros axiales. Tras obturar los extremos de la sección de tubo mediante los punzones de obturación, la sección de tubo se solicita con alta presión interna con ayuda de un medio de presión apropiado y, bajo una solicitación simultánea con una presión axial (mediante los punzones de obturación), se conforma a la pared del tubo. La presión axial y la presión interna provocan que la sección de tubo se disponga en la pared interna o contorno interno del espacio del contorno de la herramienta de conformación, presentando esta pared interna la forma final del cuerpo hueco. En la hidroconformación, el material pasa al estado plástico, que se mantiene durante todo el proceso de conformación considerando la solidificación del material y las posibles fuerzas de las herramientas.
En cada cuerpo hueco o sección de tubo que va a conformarse nuevamente se produce un movimiento relativo entre el punzón de obturación y la pared interna de la pieza de trabajo a conformar. El desgaste que acompaña inevitablemente a esto en los punzones de obturación requiere el recambio de estos componentes de los cilindros axiales, lo que está unido a un gran esfuerzo de montaje y al recambio de todo el punzón. Entonces también es necesario un recambio de este tipo de los punzones de obturación cuando, en un cambio de programa, deben conformarse cuerpos huecos o secciones de tubo con un grosor de tubo que difiere respecto al programa anterior o con diámetros diferentes.
Por tanto, la invención se basa en el objetivo de posibilitar, en el caso de un dispositivo del tipo mencionado al principio, un modo constructivo simplificado del cabezal o punzón de obturación.
De acuerdo con una primera realización según la invención, este objetivo se consigue porque el tope facilita un borde de obturación. Dado que en éste se dispone el borde frontal de la pieza de trabajo que va a conformarse, el tope representa la pieza de desgaste de la unidad estructural de varias piezas del cabezal de obturación, y también sólo debe cambiarse esta pieza de desgaste.
Además, también se consigue una única pieza de desgaste y, aparte de esto también notoriamente más pequeña, cuando, según una realización adicional de la invención, la pieza de inserción está configurada con un borde de obturación. Aquí, la posición concreta o el lugar del recorrido del borde de obturación en la pieza de inserción puede depender de la optimización del centrado.
Además, según la invención, se propone que la pieza de inserción y el tope estén templados, y el alojamiento de guiado esté hecho de un material con buenas propiedades de tenacidad y una alta resistencia al desgaste. Estas propiedades de material diferentes de forma encauzada sirven para aumentar la vida útil de las herramientas considerando las solicitaciones que se presentan en los componentes individuales. Como material para el alojamiento de guiado es apropiado, por ejemplo, el bronce o una aleación de bronce, por ejemplo, Gz-CuAlBzNi o AMPCO 25, u otros materiales adecuados comparables con éstos. Esto proporciona buenas propiedades de deslizamiento del cabezal o punzón de obturación en el canal de entrada de la herramienta situado antes de la pieza de trabajo que va a conformarse.
Otras particularidades se deducen de la descripción que viene a continuación de los ejemplos de realización de la invención mostrados en los dibujos. Muestran:
la figura 1, una imagen del sistema de una herramienta de hidroconformación con modos constructivos diferentes entre sí, mostrados en las dos mitades simétricas;
la figura 2, como particularidad en representación aumentada, un cilindro axial con un punzón de obturación;
la figura 3, en corte longitudinal, una realización de un cabezal de obturación de varias piezas;
la figura 4, el cabezal de obturación según la figura 3 visto desde la derecha; y
la figura 5, como vista parcial, otra realización de un cabezal de obturación, mostrado apoyándose su alojamiento de guiado en el canal de entrada de la herramienta, y engranándose en una pieza de trabajo que va a conformarse.
Por sencillez, en la figura 1 se muestran en un dibujo, uno a la izquierda y otro a la derecha, posibles modos constructivos diferentes de una herramienta 1a o 1b de una máquina de hidroconformación conocida como tal suficientemente. La herramienta 1a o 1b tiene una placa 3 ó 4 base superior e inferior dotada en cada caso de una rueda 2 de sujeción. En un bloque 5 ó 6 base superior e inferior están dispuestas las piezas 7 insertadas del contorno y los canales 8 de entrada por los extremos. A las ménsulas 9 situadas antes de los canales 8 de entrada están fijados cilindros 10 axiales, los cuales están dotados de cabezales 12 para el punzón de obturación dispuestos en una prolongación del punzón de obturación o en un punzón 11 de obturación, que, al solicitar los cilindros 10 axiales una pieza 14 de trabajo en forma de cuerpo hueco, a conformar, introducida en la cavidad 13 de la herramienta para la conformación (véase la figura 5), se hunden deslizándose en los canales 8 de entrada de la herramienta 1 y obturan de forma estanca por los dos extremos.
Tal como se desprende con más detalle de la figura 2, los cilindros 10 axiales presentan, en sus extremos dirigidos a los bloques 5 ó 6 base de la herramienta, un adaptador 15 con un anillo 16 de sujeción enroscado en éstos para alojar y sujetar la prolongación 11 del punzón de obturación. En estos punzones de obturación está atornillado un cabezal de obturación o cabezal 12, 112 ó 212 del punzón de obturación de varias piezas (véanse las figuras 3 y 5) con un tornillo 17 cilíndrico de alta presión al que puede accederse por delante. En el ejemplo de realización según la figura 2, el cabezal de obturación o punzón 12 de obturación actúa con una interrupción 18 en la prolongación 11 del punzón de obturación que sirve para impedir el giro. Un taladro 19 de alta presión conectado a una fuente de presión, no mostrada, que parte del adaptador 15, se extiende a través de la prolongación 11 del punzón de obturación, así como del tornillo 17 cilíndrico de alta presión, y desemboca en la posición de funcionamiento, por tanto, en el espacio interior de la pieza de trabajo que va a conformarse. Tanto entre el adaptador 15 y el anillo 16 de sujeción, como también en la transición de la prolongación 11 del punzón de obturación al cabezal de obturación o punzón 12 (o 112 y 212) de obturación, están dispuestos anillos 20 de obturación.
Las figuras 3 y 4 muestran una realización de un cabezal 112 de obturación de varias piezas. Éste está compuesto de una pieza 22 de inserción -vista desde delante en el orden del sentido de desplazamiento axial según la flecha 21 al solicitar el cilindro 10 axial-, un tope 23 y un alojamiento 24 de guiado. Estos componentes 22, 23 y 24 están unidos entre sí mediante dos tornillos 25 cilíndricos para formar una unidad. La pieza 22 de inserción está configurada con un bisel 26 de entrada y, un borde 27 de entrada adyacente a éste, que sale hacia fuera hacia el tope 23. El tope 23 está dotado de un borde 28 de obturación, que obtura de forma estanca el espacio interior del cuerpo hueco in situ, es decir, con el punzón introducido en el extremo abierto del cuerpo hueco a conformar. En la mitad inferior de la figura 3 está marcado con líneas discontinuas un borde 29 de obturación previsto directamente de forma alternativa en la pieza 22 de inserción. Al hacer avanzar la disposición de punzones de obturación, la envoltura 30 exterior del alojamiento 24 de guiado está en contacto con la pared interna del canal 8 de entrada (véanse las figuras 1 y 5), y garantiza el guiado del punzón de obturación: no es necesario prever una unidad independiente de guiado.
En la figura 5 se muestra la posición de funcionamiento para el punzón de obturación en la que el cabezal 212 de obturación penetra en el espacio interior de la pieza de trabajo o cuerpo 14 hueco hasta que el borde 28 de obturación del tope 23 se disponga en el lado frontal de la pieza 14 de trabajo obturando el espacio interior. Además, allí debe observarse que la envoltura 30 exterior del alojamiento 24 de guiado se hace cargo del guiado del cabezal 212 de obturación actuando conjuntamente con el canal 8 de entrada, y la prolongación 11 del punzón de obturación está dispuesta en un casquillo 31 de guiado. La disposición del punzón de obturación avanza en el sentido de la flecha 21 acompañada de la longitud de la pieza 14 de trabajo, que se reduce mediante la conformación debido al medio de presión introducido a través del taladro 19 de alta presión en el espacio interior de la pieza 14 de trabajo.

Claims (3)

1. Dispositivo para la hidroconformación de cuerpos huecos, que comprende una herramienta (1a o 1b) al menos de dos piezas y cilindros (10) axiales asociados a ésta en los dos lados, los cuales son apropiados para obturar con punzones (111) de obturación los extremos del cuerpo hueco introducido en el espacio del contorno de la herramienta, de modo que al menos un punzón (11) de obturación presenta un taladro de alta presión conectado a una fuente de medio de presión, y de modo que al menos uno de los punzones (11) de obturación está dotado de un cabezal (12; 112; 212) de obturación separable por delante, que es al menos de dos piezas, compuesto de una pieza (22) de inserción dispuesta de forma que avanza, configurada con un bisel (26) de entrada, así como un alojamiento (24) de guiado adyacente, y tiene un tope (23) dispuesto entre la pieza (22) de inserción y el alojamiento (24) de guiado, caracterizado porque el tope (23) facilita un borde (28) de obturación.
2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque la pieza (22) de inserción y el tope (23) están templados y el alojamiento (24) de guiado se compone de un material con buenas propiedades de tenacidad y una alta resistencia al desgaste.
3. Dispositivo para la hidroconformación de cuerpos huecos, que comprende una herramienta (1a o 1b) al menos de dos piezas y cilindros (10) axiales asociados a ésta en los dos lados, los cuales son apropiados para obturar con punzones (111) de obturación los extremos del cuerpo hueco introducido en el espacio del contorno de la herramienta, de modo que al menos un punzón (11) de obturación presenta un taladro de alta presión conectado a una fuente de medio de presión, y de modo que al menos uno de los punzones (11) de obturación está dotado de un cabezal (12; 112; 212) de obturación separable por delante, que es al menos de dos piezas, compuesto de una pieza (22) de inserción dispuesta de forma que avanza, configurada con un bisel (26) de entrada, así como un alojamiento (24) de guiado adyacente, y tiene un tope (23) dispuesto entre la pieza (22) de inserción y el alojamiento (24) de guiado, caracterizado porque la pieza (22) de inserción está configurada con un borde (29) de obturación.
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