ES2271225T3 - Metodo para formar una cubeta a partir de una chapa metalica sin un mandril. - Google Patents
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Abstract
Método para formar una cubeta (21) a partir de una chapa metálica que comprende las etapas de: sujetar una pieza (10) en bruto que tiene un reborde (12) y un núcleo (13) en una herramienta (30, 40), siendo el reborde y el núcleo sustancialmente no colineares; hacer rotar la pieza (10) en bruto; acoplar un rodillo (20) formador en un radio R1 contra el reborde (12); formar el reborde (12) moviendo progresivamente el rodillo (20) formador en paralelo a un eje (A-A) de rotación de la pieza en bruto hasta que el reborde está sustancialmente paralelo al eje de rotación de la pieza en bruto; y detener el rodillo (20) formador en un punto predeterminado, caracterizado porque el método comprende además la etapa de: formar un rebaje (11) en un radio R circunferencialmente alrededor del núcleo (13) mediante el cual se inicia un acodamiento (14) en el rebaje mediante el rodillo (20) formador.
Description
Método para formar una cubeta a partir de una
chapa metálica sin un mandril.
La invención se refiere a un método para formar
una cubeta a partir de una chapa metálica según el preámbulo de la
reivindicación 1, y más particularmente, a un método para formar una
cubeta a partir de una chapa metálica sin utilizar un mandril.
Las cubetas metálicas, utilizadas como poleas y
poleas tensoras, pueden formarse mediante la rotación o la
formación metálica de una pieza en bruto metálica circular, plana, o
una pieza en bruto metálica con un núcleo. La pieza en bruto plana
se coloca en una máquina de rotación, en la que generalmente se
mantiene en su sitio mediante portaherramientas de sujeción. Un
cabezal móvil o mandril central se presiona contra un centro de la
pieza en bruto. También se coloca un mandril en una posición axial
para soportar la pieza en bruto a través de toda su anchura. La
pieza en bruto se hace girar mientras los rodillos formadores se
mueven radialmente alrededor de la pieza en bruto, mientras que
está soportada por el mandril. A medida que los rodillos formadores
se mueven hacia dentro, el metal puede reunirse y acumularse contra
el mandril central, formando un núcleo. El proceso de formación
aplica cargas laterales significativas en el mandril central,
requiriéndose por tanto que tenga, junto con la maquinaria
asociada, un espesor suficiente para resistir la deformación.
La patente de los EE.UU. número 5.947.853 (1999)
concedida Hodjat et al. es representativa de la técnica y
describe una polea que tiene un núcleo integrado que se forma
mediante el giro de un disco plano de chapa metálica. A medida que
el metal se reúne hacia el núcleo de la polea a través de un mandril
de soporte, un mandril central controla la ubicación y el tamaño de
un núcleo.
También es representativa de la técnica la
patente de los EE.UU. número 4.404.829 (1983) concedida a
Dorakovski, que describe un procedimiento de fabricación de una
polea utilizando una pieza en bruto con forma de cubeta. La pieza
en bruto con forma de cubeta está sujeta entre un émbolo de
alimentación y un conjunto de cabezal móvil. El cabezal móvil se
acopla completamente y soporta la pieza en bruto a medida que se
forma en una polea acanalada.
El uso de un mandril suficientemente grueso en
la técnica anterior impone restricciones en el tamaño de la cubeta
de la pieza en bruto. Por ejemplo, para obtener poleas automotrices
con un cojinete comúnmente utilizado que tiene un diámetro externo
de 40 mm, el diámetro de la polea no puede ser inferior a
aproximadamente 64 mm. Esto se debe a que el espesor del mandril no
puede ser inferior a 8 mm, en caso contrario se romperá durante el
proceso de formación.
Lo que se necesita es un método para formar una
cubeta a partir de una chapa metálica sin utilizar un mandril. Lo
que se necesita es un método para formar una cubeta a partir de una
chapa metálica sin utilizar un mandril para formar una cubeta de
radio pequeño. La presente invención cumple estas necesidades.
El documento
DE-A1-19723073 describe un método
para formar una cubeta del tipo explicado en el preámbulo de la
reivindicación 1 adjunta.
El aspecto principal de la invención es
proporcionar un método para formar una cubeta a partir de una chapa
metálica sin utilizar un mandril.
Otro aspecto de la invención es proporcionar un
método para formar una cubeta a partir de una chapa metálica sin
utilizar un mandril para formar una cubeta de radio pequeño.
Otros aspectos de la invención se señalarán o se
harán obvios mediante la siguiente descripción de la invención y
los dibujos adjuntos.
Según la invención, se proporciona un método
para formar una cubeta a partir de una chapa metálica tal como se
explica en la reivindicación 1 adjunta.
Por tanto, la invención comprende un método para
formar una cubeta a partir de una chapa metálica sin utilizar un
mandril. Se produce en primer lugar una pieza en bruto con forma de
cubeta que tiene un rebaje en una circunferencia exterior de
reborde. La pieza en bruto se sujeta en la máquina de rotación. El
rebaje controla y facilita el proceso de acodamiento, creando una
curva uniforme en un punto de acodamiento predeterminado. Durante el
proceso de enrollamiento, se acopla un rodillo formador con el
reborde, y se mueve progresivamente en paralelo con un eje de
rotación. A medida que se mueve el rodillo formador, el reborde se
curva progresivamente desde una orientación normal con respecto a
un eje de rotación hasta una posición paralela al eje de rotación.
Entonces puede perforarse el reborde completamente formado, si es
necesario, para adaptarse a un cojinete o árbol. Esto permite que
se forme una cubeta de radio pequeño, que puede utilizarse entonces
como una polea o polea tensora, sin utilizar un mandril.
Los dibujos adjuntos, que se incorporan en y
forman parte de la memoria descriptiva, ilustran realizaciones
preferidas de la presente invención, y junto con una descripción,
sirven para explicar los principios de la invención.
La figura 1 es una vista en corte transversal
por la mitad de una pieza en bruto.
La figura 2 es una vista en corte transversal
por la mitad de la pieza en bruto en la máquina de formación.
La figura 3 es una vista en corte transversal
por la mitad de la pieza en bruto que está formándose en la máquina
de formación.
La figura 4 es una vista en corte transversal
por la mitad de la progresión de la formación de una polea en la
máquina de formación.
La figura 1 es una vista en corte transversal
por la mitad de una pieza en bruto. La pieza 10 en bruto con forma
de cubeta comprende un reborde 12 y el núcleo 13. A la pieza 10 en
bruto se le puede dar su forma inicial mediante estampación. El
núcleo 13 también describe un orificio central que tiene un radio R3
alrededor de un eje A-A central de rotación. El
orificio central puede alojar un árbol o un cojinete (no
mostrado).
El reborde 12 comprende además un rebaje 11. El
rebaje 11 tiene una altura H por encima de una superficie del
reborde 12. La altura H está en el intervalo de 0,05 mm a 2 mm. El
rebaje 11 se proyecta en un sentido opuesto a un sentido de
movimiento de un rodillo formador. El rebaje 11 está ubicado en un
radio R desde el eje A-A y rodea al núcleo 13. El
rebaje 11 se forma en la pieza en bruto antes del proceso de
enrollamiento para controlar apropiadamente una ubicación de
acodamiento en el reborde 12, tal como se describe en el presente
documento. Como tal, proporciona una ubicación predecible para que
se produzca el acodamiento durante el proceso de enrollamiento,
dando como resultado una superficie exterior concéntrica alrededor
de un eje de rotación, tal como se describe en el presente
documento.
La figura 2 es una vista en corte transversal
por la mitad de la pieza en bruto en la máquina de formación. La
pieza 10 en bruto se sujeta entre el conjunto 30 interno de
herramientas y el conjunto 40 externo de herramientas. El núcleo 13
se mantiene entre las piezas del conjunto de herramientas
respectivas, cada una con la forma apropiada para alojar aquellas
partes de la pieza en bruto. La espiga 41 mantiene radialmente el
núcleo 13 contra el conjunto 30 de herramientas. El conjunto 30
interno de herramientas puede extenderse a través de un orificio
central en el núcleo para soportar el núcleo durante el proceso de
enrollamiento, o apoyarse sobre un resalte 31 del núcleo 13.
Durante la formación, el rodillo 20 formador se
lleva a una posición inicial adyacente al reborde. Se fija en un
radio R1 desde el eje A-A, dependiendo del radio R3
final deseado de la superficie 21 externa. R1 es mayor que el radio
R. El rodillo se acopla entonces con una superficie 21 externa de la
pieza 10 en bruto. El rodillo 20 formador se mueve sustancialmente
en paralelo al eje A-A central en la dirección
M_{1} tal como se describe en las figuras 3 y 4.
La figura 3 es una vista en corte transversal
por la mitad de la pieza en bruto que está formándose en la máquina
de formación. El rodillo 20 formador se mueve progresivamente en la
dirección M_{1}. El reborde 12 se curva inicialmente en el rebaje
11. El reborde 12 de la pieza en bruto se forma progresivamente
hasta que el reborde 12 está paralelo al eje A-A de
rotación, punto en el que entra en contacto con la superficie 42
del conjunto 40 externo de herramientas. La superficie 42 es
concéntrica con el reborde 12 hasta la finalización del proceso de
formación. El acodamiento 14 de radio homogéneo se forma en la
ubicación del rebaje 11.
La ubicación del rebaje 11 en el radio R
determina un radio R2 total de la cubeta completamente formada. El
rebaje 11 puede dimensionarse variando la altura H, y ubicarse
variando el radio R, según las necesidades de un usuario, para
producir un radio R2 que tenga un valor deseado. El radio R del
rebaje y el radio R1 de acoplamiento del rodillo formador se
combinan para determinar el radio total desde el eje
A-A hasta una superficie externa de la cubeta 21.
Debe observarse que la superficie 42 actúa para alojar el reborde 12
formado en un radio predeterminado final y no funciona como un
mandril para soportar el reborde 12 durante el proceso de
formación. En consecuencia, la cubeta metálica se forma
completamente sin un mandril.
La superficie 15 de la cubeta formada también
describe un orificio que tiene un diámetro predeterminado, o puede
perforarse hasta obtener un diámetro deseado.
La figura 4 es una vista en corte transversal
por la mitad de la progresión de la formación de la cubeta en la
máquina de formación. El reborde 12 está inicialmente en la posición
A, tal como se muestra en la figura 2. A medida que el rodillo 20
formador se acopla en el reborde 12 y se mueve en la dirección
M_{1}, el reborde 12 se enrolla progresivamente hasta la posición
B y después hasta la posición C. En la finalización del proceso de
enrollamiento, el reborde 12 está en una posición D final, tal como
se muestra también y se describe en la figura 3. La posición D
final es la posición en la que el reborde 12 está en paralelo a un
eje A-A de rotación de la cubeta y es adyacente al
núcleo 13.
Mediante el uso del procedimiento descrito,
pueden producirse cubetas en las que el radio R2 sólo es ligeramente
mayor que el radio R3. Esto puede estar en el intervalo en el que
R3 es igual a de 1,05 a 3 veces el valor de R2; o expresado de otra
forma, R3=1,05X(R2) a R3=3X(R2). Como puede
observarse, este procedimiento da como resultado una cubeta
metálica de pequeño diámetro, producida económicamente.
La cubeta producida mediante el procedimiento
descrito en el presente documento puede utilizarse en cualquier
aplicación como una polea, polea tensora o cualquier otro uso que
requiere un elemento de rotación circular.
Aunque en el presente documento se ha descrito
una única forma de la invención, resultará obvio para los expertos
en la técnica que pueden realizarse variaciones en la construcción y
relación de las piezas sin apartarse del alcance de la invención,
tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.
Claims (9)
1. Método para formar una cubeta (21) a partir
de una chapa metálica que comprende las etapas de:
sujetar una pieza (10) en bruto que tiene un
reborde (12) y un núcleo (13) en una herramienta (30, 40), siendo
el reborde y el núcleo sustancialmente no colineares;
hacer rotar la pieza (10) en bruto;
acoplar un rodillo (20) formador en un radio R1
contra el reborde (12);
formar el reborde (12) moviendo progresivamente
el rodillo (20) formador en paralelo a un eje (A-A)
de rotación de la pieza en bruto hasta que el reborde está
sustancialmente paralelo al eje de rotación de la pieza en bruto;
y
detener el rodillo (20) formador en un punto
predeterminado,
caracterizado porque el método comprende
además la etapa de:
formar un rebaje (11) en un radio R
circunferencialmente alrededor del núcleo (13) mediante el cual se
inicia un acodamiento (14) en el rebaje mediante el rodillo (20)
formador.
2. Método según la reivindicación 1, en el que
la etapa de sujetar la pieza (10) en bruto a la herramienta (30,
40) comprende además las etapas de:
formar el núcleo (13) que tiene un radio R3;
sujetar la pieza (10) en bruto a la herramienta
en el núcleo (13); y
soportar el reborde (12) hasta la finalización
con una superficie (42) de herramienta concéntrica con el
reborde.
3. Método según la reivindicación 2, en el que
la etapa de formar el reborde (12) moviendo progresivamente el
rodillo (20) formador en paralelo a un eje (A-A) de
rotación de la pieza en bruto hasta que el reborde está
sustancialmente paralelo al eje de rotación de la pieza en bruto
comprende además la etapa de:
formar el reborde (12) hasta una posición
sustancialmente adyacente al núcleo (13).
4. Método según la reivindicación 3, en el que
la etapa de formar un rebaje (11) en un radio R alrededor de una
circunferencia del núcleo (13) mediante el cual se inicia un
acodamiento en el rebaje mediante un rodillo (20) formador
comprende además la etapa de:
formar el rebaje (11) que tiene una altura H por
encima de una superficie del reborde.
5. Método según la reivindicación 4, en el que
la etapa para formar el reborde (12) moviendo progresivamente el
rodillo (20) formador en paralelo a un eje (A-A) de
rotación de la pieza en bruto hasta que el reborde está
sustancialmente paralelo al eje de rotación de la pieza en bruto
comprende además la etapa de:
formar el reborde (12) hasta una posición que
tiene un radio R2; y el radio R2 es mayor que el radio R3.
6. Método según la reivindicación 5, en el que
R1 es mayor que R.
7. Método según la reivindicación 6, en el que
la etapa de soportar el reborde (12) enrollado con una superficie
de herramienta concéntrica con el reborde comprende la etapa de:
(42)
colocar dicha superficie (42) de herramienta en
un radio igual a R2.
8. Método según la reivindicación 7, en el que
la altura H está en el intervalo de 0,05 mm a 2 mm.
9. Método según la reivindicación 8, en el que
el radio R2 está en el intervalo de 1,05X (R3) a 5X (R3).
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