ES2274858T3 - Metodo de fabricacicon de la estructura de una carroceria y estructura de carrocerria. - Google Patents
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Abstract
Un método de fabricación de la estructura de una carrocería, que comprende los pasos de: fabricar una primera placa (50, 60) y una segunda placa (70) para apoyarla y soldarla a dicha primera placa; comprendiendo dicha primera placa (50, 60) una pared de base (51, 61), una primera brida (52c, 62c) dispuesta por flexión de un primer lado de dicha primera placa (50, 60) de dicha pared de base (51, 61), siendo sustancialmente ortogonal una segunda brida (52b, 62b) a dicha primera brida (52c, 62c) y dispuesta por flexión de un segundo lado de dicha primera placa (50, 60) de dicha pared base (51, 61), y estando dispuesta una parte rebajada (53, 63) en la unión de dichos primero y segundo lados, entre un extremo de dicha primera brida (52c, 62c) y un extremo de dicha segunda brida (52b, 62b), teniendo dicha primera placa (50, 60), vista en sección transversal, una parte de arco circular que une dicha pared de base (51, 61) a dicha segunda brida (52b, 62b); comprendiendo dicha segunda placa (70) una pared base (71), una tercera brida (72c) dispuesta por flexión de un primer lado de dicha segunda placa (70) de dicha pared base (71), y una parte saliente (73, 73) que sobresale desde un segundo lado (71b, 71c) de dicha segunda placa (70), que es sustancialmente ortogonal a dicho primer lado, siendo paralelo un tercer lado de dicha segunda placa (70) a dicho primer lado de dicha segunda placa (70), incluyendo la parte saliente (73) un extremo de dicha tercera brida (72c); estando dispuestas dicha primera y segunda placas (50, 60, 70) de manera que se disponen las siguientes partes de apoyo: (i) dicho extremo de dicha primera brida (52c, 62c) de dicha primera placa se apoya sobre dicha parte final de dicha primera brida (72c) de dicha segunda placa; (ii) dicho segundo lado de dicha segunda placa (70) se apoya sobre el lado exterior de dicha parte de arco circular de dicha primera placa (50, 60); (iii) dicha parte saliente (73) se inserta y se apoya en dicha parte rebajada (53, 63); y se sueldan conjuntamente dichas respectivas partes de apoyo.
Description
Método de fabricación de la estructura de una
carrocería y estructura de carrocería.
La presente invención está relacionada con un
método de fabricación de la estructura de una carrocería, mediante
la unión sin separaciones de diversos productos componentes, que
tienen una brida en la parte extrema de una y otra placa, en
particular con una fabricación adecuada para una estructura final
que constituye la parte final en dirección longitudinal de un
vehículo de ferrocarril.
Como se ilustra en la patente japonesa núm.
2.692.
459 (Núm. de patente de Estados Unidos 5.488.770), la carrocería de un vagón de un vehículo de ferrocarril tiene forma de cuerpo hexaédrico. La parte final en dirección longitudinal del vehículo de ferrocarril es denominada estructura final. A la estructura final, se le proporciona un pasillo para ir y volver desde la carrocería de un vagón contiguo.
459 (Núm. de patente de Estados Unidos 5.488.770), la carrocería de un vagón de un vehículo de ferrocarril tiene forma de cuerpo hexaédrico. La parte final en dirección longitudinal del vehículo de ferrocarril es denominada estructura final. A la estructura final, se le proporciona un pasillo para ir y volver desde la carrocería de un vagón contiguo.
Por esta razón, la estructura final necesita dos
placas para constituir un pasillo en el lado derecho y un pasillo
en lado izquierdo, y una placa para constituir la parte superior del
pasillo. Como las tres placas unen la estructura de la carrocería
del techo y la estructura de la carrocería lateral, la parte final
de los lados exteriores de las tres placas tienen unas respectivas
bridas. Además, las partes finales de las tres placas tienen bridas
utilizadas como refuerzo.
En la técnica anterior, el producto componente
que tiene la brida en la parte final de la placa es fabricado por
prensado, en el cual la placa se coloca entre una matriz hembra y
una matriz macho. Como son necesarias una matriz hembra y una
matriz macho, el coste se hace muy elevado.
Por la razón anterior, a la respectiva placa se
suelda una placa en forma de L, por medio de una soldadura por
puntos, y se forma una brida como la menciona anteriormente en un
lado de la placa en forma de L.
Como medio para reducir la matriz metálica, se
ha propuesto un método como el ilustrado en las figuras 18 a 20 de
la solicitud de patente japonesa ya publicada con el número Hei
11-310,371. En este método, se fija a la matriz
hembra una parte periférica exterior de una pieza en bruto y esta
pieza en bruto se presiona por medio de una herramienta con forma
de varilla y a lo largo de la cara periférica interna de la matriz
hembra. La herramienta se desplaza y la placa sufre
incrementalmente un proceso de pandeo.
Por otra parte, en la solicitud de patente
japonesa ya publicada con el número de publicación Hei
10-76,321, se lleva a cabo incrementalmente un
proceso de compresión.
Se explica a continuación la construcción
ilustrada en la figura 13. A las tres placas 1, 2, 3, se les aplican
después las bridas 1b, 1c, 1d, 2b, 2c, 2d, 3b, 3c, 3d. Las bridas
1b, 2b de las placas 1, 2 de la derecha y de la izquierda están
solapadas y estas bridas 1a, 2b se construyen por soldadura por
puntos y quedan formadas como un solo cuerpo. La brida queda
dispuesta como un solo cuerpo doblando las placas 1, 2, y 3. Además,
las bridas 1c, 3c, 2c quedan solapadas y soldadas a la estructura
de la carrocería del techo 30.
La referencia numérica 4 representa un pasillo
de pasajeros. Las tres placas respectivas 1, 2, 3 continúan hacia
la brida contigua y una parte de la conexión tiene forma de arco
circular. En este caso, existe un espacio en una parte de unión
entre las placas derecha e izquierda 1, 2, la placa central 3 y la
estructura de la carrocería 30 del techo. Este espacio debe estar
cerrado con otra placa para impedir que entre agua de lluvia, etc.
El trabajo de cierre requiere un coste alto. Además, la apariencia
exterior se deteriora.
Además, la brida se forma doblando la placa, una
sección transversal de la cual tiene forma de arco circular. Por
esta razón, se dispone una hendidura entre las placas derecha e
izquierda, con la consecuencia de que la apariencia exterior se
deteriora.
En el método de formación incremental, como la
matriz metálica esta hecha con una sola matriz, la fabricación
puede llevarse a cabo con un coste bajo. Sin embargo, en el método
de formación incremental ilustrado en la solicitud de patente
japonesa ya publicada y mencionada anteriormente con el número de
publicación Hei 11-310,371, se forma la brida en la
parte final, pero la placa se deja en la parte periférica exterior
de la brida. En el caso en que la placa sea innecesaria, es
necesario cortar y eliminar la parte periférica exterior de la
brida.
Además, de acuerdo con este método de formación
incremental, cuando se forma la brida, el ángulo que forman la
brida y la placa inferior no es un ángulo recto, aunque funciona.
Por ejemplo, cuando se une un cilindro solapando la brida, la brida
forma un ángulo recto, y difícilmente puede llevar a cabo la unión
por solapamiento.
Además, es difícil formar la brida con la altura
debida. Por esta razón, es difícil solapar otro miembro con la
brida del otro miembro.
Por otra parte, de acuerdo con el método de
proceso ilustrado en la solicitud de patente japonesa ya publicada
con el número de publicación Hei 10-76,321 antes
mencionada, cuando se lleva a cabo el proceso de la brida, pueden
tener lugar arrugas fácilmente en la parte de la unión entre ambas
bridas.
Preferiblemente, un objeto de la invención
reside en el hecho de que cuando se unen dos placas que tiene una
brida con una tercera placa, puede impedirse que quede espacio en
parte de la unión.
En un aspecto, la presente invención proporciona
un método de fabricación de acuerdo con la reivindicación 1.
La figura 1 es una vista de la cara posterior de
una estructura final de la carrocería de un vagón, de un modo de
realización de acuerdo con la presente invención;
La figura 2 es una vista en sección transversal
según II-II de la figura 1;
La figura 3 es una vista en sección transversal
según III-III de la figura 1;
La figura 4 es una vista ampliada de la parte IV
de la figura 1;
La figura 5 es una vista en sección transversal
según V-V de la figura 4;
La figura 6 es una vista en perspectiva de una
estructura final de la carrocería de un vagón de un modo de
realización, de acuerdo con la presente invención;
La figura 7 es una vista en sección transversal
longitudinal de una parte esencial de un aparato de formación
incremental;
La figura 8 es una vista en planta entre una
brida 52b y una brida 52c a mitad de camino de la formación;
La figura 9 es una vista en planta de una parte
final en dirección longitudinal de una brida a mitad de camino de
la formación;
La figura 10 es una vista en planta de una parte
de arco circular a mitad de camino de la formación;
La figura 11 es una vista de la cara frontal de
una estructura final de la carrocería de un vagón, de otro modo de
realización de acuerdo con la presente invención;
La figura 12 es una vista en sección transversal
según XII-XII de la figura 11; y
La figura 13 es una vista correspondiente a la
figura 1 en la técnica anterior.
Se presenta una explicación de un primer modo de
realización de un método de fabricación de la estructura de una
carrocería de acuerdo con la presente invención, haciendo referencia
a las figuras 1 a 12. La figura 6 muestra principalmente la mitad
de la carrocería de un vagón. La carrocería del vagón comprende un
armazón base 10 para constituir el suelo, una estructura lateral 20
de la carrocería para constituir la cara lateral, una estructura 30
del techo de la carrocería y una estructura final 40 de la
carrocería para cerrar la parte final de la carrocería del
vagón.
Como se observa en la figura 1, esta estructura
final 40 de la carrocería comprende un pasillo 45 para los
pasajeros, una placa 50 para constituir el lado izquierdo del mismo,
una placa 60 para constituir el lado derecho del mismo y una placa
70 para constituir una parte superior del pasillo 45.
Las placas derecha e izquierda 50 y 60 tienen
una forma sustancialmente cuadrangular y en la parte final, excepto
en un lado del extremo inferior de la placa, están dispuestas las
bridas 52b, 52c, 52d, 62b, 62c, 62d. La brida 52b (62b) es la brida
de un lado del pasillo 45. La brida 52c (62c) es la brida que se
solapa con la estructura de la carrocería 30 del techo. Las bridas
52d, 52e (62d, 62e) son bridas que se solapan con la estructura de
la carrocería lateral 20.
En una parte de unión del extremo superior de la
brida vertical 52b (62b) con la brida 52c (62c) del lado superior,
no se dispone ninguna brida. La brida forma una parte no continua.
En esta parte, no se dispone ninguna brida, exceptuando una parte
de la placa inferior 51 (61), donde se dispone una parte rebajada 53
(63) de forma cuadrangular. Se describirá el tamaño de la parte
rebajada 53 (63) posteriormente.
La placa 70 para constituir la parte superior
del pasillo 45 para los pasajeros es sustancialmente de forma
cuadrangular y tiene unas bridas 72b y 72c en el extremo inferior y
el lado superior. La brida 72c es la brida que se solapa con la
estructura de la carrocería 30 del techo.
Las partes finales del lado izquierdo 71b y del
lado derecho 71c de la placa 70 se apoyan sobre una cara exterior
en forma de arco circular, en la cual sobresale la brida 52b (62b)
desde la placa inferior 51 (61). En esta parte apoyada se lleva a
cabo la soldadura. La placa inferior 51 (61) de la placa 50 (60) es
la misma cara de la placa inferior 71. Además, esta soldadura del
apoyo se denomina soldadura de solapamiento.
Las partes finales derecha e izquierda de la
brida 72c y de la placa en la proximidad de la brida, proporcionan
unas partes elevadas 73, 73 que entran en la parte rebajada 53 (63)
de la placa 50 (60). Una parte apoyada entre la parte rebajada 53
(63) de la parte elevada 73, 73 queda soldada. Un lado superior de
las partes elevadas 73, 73 forma la brida 72c. La brida 52c (62c) y
la parte final en dirección longitudinal de la brida 72c quedan
apoyadas y soldadas.
La parte final en dirección longitudinal de un
lado inferior 72b de la placa 70 queda apoyada y soldada en las
bridas 52b, 62b. Una parte final de la placa inferior 71 entre la
parte elevada 73 y la brida 72b sobresale de la parte final en
dirección longitudinal de la brida 72c.
Las partes apoyadas anteriores quedan soldadas
continuamente impidiendo las fugas de agua. Las partes de soldadura
son cortadas por desbastado y quedan formadas con suavidad.
La brida 52e (62e) de la parte de conexión entre
la brida 52c (62c) y la brida 52d (62d), tiene forma de arco
circular.
Las direcciones salientes de las bridas 52b,
52c, 52d, 52e, 62b, 62c, 62d, 62e, 70b, 70c son sustancialmente
ortogonales a las caras de las placas inferiores 51, 61, 71.
Consecuentemente, cuando las bridas 52c, 52d, 52e, 62c, 62d, 62e,
70c se solapan con una cara interior de las partes finales de la
estructura 20 de la carrocería lateral y la estructura 30 de la
carrocería del techo, se solapan en paralelo y puede obtenerse una
buena soldadura. Los extremos inferiores de las placas derecha e
izquierda 50, 60 se solapan al armazón base 10 y se sueldan.
Las placas 50, 60, 70 tienen una pluralidad de
nervaduras usadas como refuerzo en el lado interior de la carrocería
del vagón, y en el lado exterior de la carrocería del vagón, pero
no están ilustradas en la figura. Por ejemplo, la nervadura forma
otro miembro con las placas 50, 60, 70 llevando a cabo una soldadura
por puntos. Además, las placas 50, 60, 70 se proporcionan
íntegramente en el proceso del plástico.
De acuerdo con lo anterior, no hay ningún hueco
en la parte de unión entre la placa 70, la placa 50 (60) y la
estructura 30 de la carrocería del techo, y así queda establecida la
unión. Además, en la parte de unión entre la placa 70 y la placa
50 (60), no hay ninguna hendidura en forma de arco circular en la
brida, y así puede obtenerse una buena apariencia exterior.
A continuación, se explicará el método de
fabricación de las placas 50, 60 y 70, haciendo referencia a las
figuras 7 a 10. Este método de fabricación de placas se lleva a cabo
de acuerdo con el método de formación incremental. La figura 7
muestra solamente una parte final izquierda del aparato de formación
incremental. Las otras partes tienen adecuadamente la misma
construcción.
Se explicará ahora la formación de la placa 50.
La matriz metálica 120 es una matriz hembra (una matriz externa).
La matriz hembra 120 se coloca horizontalmente. El material en bruto
de la placa 120 se monta en la cara superior de la matriz hembra
120. En una parte interna de la matriz hembra 120, se inserta una
herramienta 120 en forma de varilla. La herramienta 130 desciende a
lo largo de una cara vertical de la matriz hembra 120 y a
continuación se desplaza a lo largo de una cara periférica interna
de la matriz hembra 120. La forma de la cara periférica interna de
la matriz hembra 120 es la misma que la forma del diámetro exterior
de la placa 50.
Cuando la herramienta 130 efectúa un ciclo, la
herramienta 130 repite la función anterior. Consecuentemente, la
placa plana 50b que es el material en bruto, sufre el proceso de
compresión. Además, el descenso de la herramienta 130 conlleva el
movimiento en la dirección del proceso de compresión. Esto es
sustancialmente el movimiento en una dirección axial de la
herramienta 130 y es el movimiento en la dirección de la profundidad
del producto formado.
El extremo de la punta de la herramienta 130 es
plano. Una parte de la esquina del extremo de la punta en la cara
lateral de la herramienta 130 tiene forma de arco circular. El arco
circular es un arco circular que está formado por una placa
inferior 51 de la placa 50 y las bridas 52b, 52c, 52d. La
herramienta 130 se eleva rotativamente desde el cuerpo en
movimiento (no ilustrado en la figura) de la parte superior. La
herramienta 130 se desplaza a lo largo de una cara periférica
interior (corresponde a las partes de las bridas 52b, 52c, 52d) de
la matriz hembra 120.
Como la herramienta 130 se desplaza entrando en
contacto con el material en bruto 50b, la herramienta 130 gira
(sobre su eje) como un seguidor. Consecuentemente, la herramienta
130 no está en contacto con un punto del material en bruto 50b,
impidiendo un fenómeno flamígero. Además la cara superior del
material en bruto 50b se recubre con un aceite lubricante.
Sobre la cara superior de la matriz hembra 120,
se utilizan diversas patillas (guías) 123 de posicionamiento que
quedan verticales. Cuando la placa plana del material en bruto 50b
se coloca sobre el extremo superior de la matriz hembra 120, la
patilla 123 entra en contacto con la parte periférica externa del
material en bruto 50b. Después se lleva a cabo el posicionamiento.
El extremo superior (denominado parte resaltada) del lado
periférico interior de la matriz hembra 120 tiene un arco circular.
Este arco circular existe a lo largo de toda la periferia de la
matriz hembra 120.
De acuerdo con este arco circular, la parte
periférica externa del material en bruto 50b se desplaza suavemente
en el lado periférico interior de la matriz hembra 120.
Adicionalmente, la posición, etc., de la parte del arco circular de
la parte resaltada de la matriz hembra 120 será descrita más
adelante.
La parte interior de la matriz hembra 120 no
tiene parte inferior. En la parte interior de la matriz hembra 120,
se dispone un asiento 140 para montar el material en bruto 50b. El
asiento 140 está soportado de acuerdo con unos medios 150 que
pueden llevar a cabo el control de la posición en altura del mismo.
El asiento 140 está dispuesto sobre una parte que se opone a una
parte de la punta (un extremo inferior) de la herramienta 130. El
asiento 140 se dispone sobre una parte que corresponde a una pista
de deslizamiento en la dirección periférica de la herramienta
130.
Es decir, el material en bruto 50b está
intercalado entre el extremo de la punta de la herramienta 130 y el
asiento 140. Además, el asiento 140 está dispuesto sobre la parte
central de la matriz hembra 120. Consecuentemente, la parte central
del material en bruto 50b puede estar fija.
El asiento 140 monta el material en bruto 50b y
lo fija. La fijación se lleva a cabo de acuerdo con la fuerza
magnética que proporciona un electroimán. También, sobre la cara
superior del asiento 140, se dispone un adaptador de adsorción por
vacío y la fijación se lleva a cabo de acuerdo con la adsorción por
vacío. Una posición de fijación es la parte central del asiento
140. El material en bruto 50b está hecho por un sistema metálico de
acero, un sistema metálico de acero inoxidable, y un sistema
metálico de aleación de aluminio.
Se explicarán ahora los medios 150 para elevar y
descender el asiento 140. Los medios 150 están comprendidos por
diversos mecanismos 151 de tornillos. En la figura 7, se ilustra una
pareja de mecanismos 151 de tornillos. Un asiento 145 de un extremo
inferior del asiento 140 está soportado por medio de una varilla
roscada 152. El asiento 145 se dispone con una tuerca que gira
libremente.
De acuerdo con la rotación de un mecanismo 155
de accionamiento, el tornillo 152 gira y el asiento 140 desciende.
Además, entre el asiento 140 o el asiento 145 y la base, se disponen
diversas guías (no ilustradas en la figura) para elevar y descender
verticalmente el asiento 140. Los medios 150 y la matriz hembra 120
están instaladas en la base.
Se explicará ahora el método de formación. El
material en bruto 50b es una placa plana, en la cual se desarrolla
una forma tras el proceso de formación. En el desarrollo antes
mencionado, se calcula el tamaño de ese desarrollo de acuerdo con
la dimensión de la superficie y el volumen del producto de
formación, de manera similar al método de formación por compresión
de la parte de la esquina. O también, se determina de acuerdo con la
experimentación.
Sobre la base del tamaño del desarrollo, se
corta la placa utilizando un sistema de prensa punzadora en forma
de tartaleta, etc. Se separa una parte de conexión entre la brida
52b y la brida 52c. Además, se dispone una parte rebajada 53. La
forma desarrollada en el material en bruto 50b se determina de
acuerdo con las acciones anteriormente establecidas.
A continuación, el material en bruto 50b se
monta sobre el extremo superior de la matriz hembra 120. En ese
momento, el material en bruto 50b se monta sobre el asiento elevado
140. El material en bruto 50b se coloca en la posición determinada
por una patilla 123.
A continuación, se fija el material en bruto 50b
al asiento 140. La posición fijada y los medios de fijación están
establecidos en la sección anterior.
A continuación, se hace descender al asiento 140
y después se hace descender a la herramienta 130. La posición
descendente de la herramienta 130 es una posición en la que se sitúa
el material en bruto 50b entre la cara lateral de la herramienta
130 y la cara vertical (la cara periférica interior, la parte
lineal) de la matriz hembra 120.
Es decir, el material en bruto 50b queda
intercalado entre la cara periférica interna de la matriz hembra
120 y la cara lateral de la herramienta 130. En estas condiciones,
la herramienta 130 desciende y, como se establece en una sección
posterior, la herramienta 130 se desplaza en dirección periférica a
lo largo de la cara periférica interna de la matriz hembra 120. La
cantidad del desplazamiento descendente de la herramienta 130 es
aquel en que el extremo de la punta de la herramienta 130 entra en
contacto con el material descendente en bruto 50b.
Por ejemplo, antes del descenso del asiento 140,
cuando la cara superior del asiento 140 se sitúa en la misma cara
de la cara superior (la posición en la que está montada la parte del
extremo del material en bruto 50b) de la matriz hembra 120, cuando
el extremo de la punta de la herramienta 130 entra en contacto con
la cara superior del material en bruto 50b, la cantidad del
movimiento de descenso del asiento 140 y de la herramienta 130 es
la misma. El asiento 140 y la herramienta 130 pueden descender al
mismo tiempo.
Como se ilustra en este modo de realización de
acuerdo con la presente invención, cuando la placa inferior 51 es
ancha y el espesor de la placa es delgado y la parte central de la
placa inferior 51 está fija, como la placa inferior 51 se dobla, no
es necesario doblar la parte periférica de la placa inferior 51
según la matriz hembra 120. Consecuentemente, el material en bruto
50b puede quedar inclinado. Además, como se establece en una
sección posterior, cuando la herramienta 130 se desplaza en
dirección periférica, el material en bruto 50b puede empezar a
girar. Consecuentemente, el material en bruto 50b está fijo al
asiento 140.
La posición descendente de la herramienta 130 es
una posición en la cual se posicionan las bridas 52b, 52c y 52d,
entre la cara lateral de la herramienta 130 y la cara periférica
interna de la matriz hembra 120. Además, debe tenerse en
consideración el ángulo rectangular de las bridas 52b, 52c, 52d.
Cuando se tiene en consideración el ángulo rectangular, la
herramienta 130 se posiciona de manera que el material en bruto 50b
queda intercalado entre la cara lateral de la herramienta 130 y la
cara periférica interna de la matriz hembra 120.
A continuación, se desplaza la herramienta 130 a
lo largo de la cara periférica interna de la matriz hembra 120. La
herramienta 130 gira como un seguidor. El material en bruto 50b se
forma incrementalmente de acuerdo con el movimiento de la
herramienta 130.
A continuación, cada vez que se desplaza la
herramienta 130 alrededor de la periferia, como se ha afirmado
anteriormente, el asiento 140 desciende y también desciende la
herramienta 130. La cantidad de movimiento descendente de la
herramienta y del asiento 140 y la posición descendente de la
herramienta 130 son las establecidas anteriormente. A continuación,
la herramienta 130 se desplaza a lo largo de la cara periférica
interna de la matriz hembra 120.
De aquí en adelante, se repiten los descensos
del asiento 140 y de la herramienta 130, así como el movimiento en
dirección periférica de la herramienta 130. De acuerdo con la
repetición del proceso anteriormente establecido, la parte
periférica externa del material en bruto 50b se desplaza en la cara
periférica interna de la matriz hembra 120. Con esto, se lleva a
cabo el proceso de compresión. La dirección axial de la herramienta
130 es la dirección del proceso de compresión. La dirección del
movimiento de la herramienta 120, a lo largo de la cara periférica
interna de la matriz hembra 120, es una dirección radial de la
herramienta 130.
De acuerdo con este modo de realización de la
presente invención, el material en bruto 50b se deforma en la
estrecha parte entre la matriz hembra 120 y la herramienta 130, ya
que el pequeño y homogéneo esfuerzo se confiere incrementalmente, y
se puede mantener un buen grado de aplanamiento de la superficie de
la placa inferior 51.
Además de lo anterior, como las bridas 52b, 52c
52d están formadas restringiendo la extensión sobre toda la
periferia de las mismas, las bridas 52b, 52c, 52d no se expanden en
el lado exterior, teniendo el producto de formación el superior
grado rectangular de la parte plana de la placa, lo que permite
fabricar la parte de la brida.
En particular, como la brida con forma de arco
circular de la parte de conexión entre la brida 52c y la brida 52d
se hace ancha en el lado exterior de acuerdo con el proceso de
formación, pero las bridas 52c, 52d quedan restringidas a la parte
exterior por la matriz hembra 120, pueden formarse las bridas
verticales 52c, 52d.
Es decir, en todo el recorrido desde el inicio
del proceso de compresión hasta el proceso de acabado, como la
brida queda intercalada entre la cara periférica interna de la
matriz hembra 120 y la cara lateral de la herramienta 130, puede
llevarse a cabo el proceso de compresión restringiendo las bridas de
la parte exterior y de la parte interior. Como resultado, puede
llevarse a cabo un proceso con la precisión del grado rectangular,
etc.
Como se ha establecido anteriormente, en la
formación incremental que utiliza la matriz hembra 120, se dispone
el asiento 140 en el lado periférico interno de la matriz hembra 120
y el material en bruto 50b se fija a este asiento 140, pudiendo
fijarse al material en bruto 50b y pudiendo obtenerse una formación
predeterminada. Además, el proceso de formación continúa y la brida
queda situada en la cara vertical de la matriz hembra 120.
Además, la parte final de la matriz hembra 120
se desplaza para dirigir la cara periférica interna de la matriz
hembra 120 llevando a cabo el proceso de compresión, y además la
parte final de la matriz hembra 120 está situada en la cara
periférica interna de la matriz hembra 120, llevando a cabo el
proceso de compresión. Consecuentemente, se puede obtener un buen
grado rectangular comprendido por la brida y la cara inferior 51.
Además, puede formarse la altura de la brida con tamaño grande.
Además, como la parte final del material en
bruto 50b se desplaza en la matriz hembra 120 llevando a cabo el
proceso de compresión, cuando se tiene en cuenta la fatiga o la
formación posterior del material en bruto 50b, tras la formación,
no es necesario cortar la parte final de la brida.
Como no es necesaria una gran carga como la
ilustrada en el proceso de la prensa, la matriz hembra 120 puede
ser formada con material simple tal como un material general de
acero, y el tratamiento térmico tal como la sinterización y el
acabado fino de la superficie, tal como el de la matriz metálica de
la prensa, no son necesarios.
El movimiento de la herramienta 130 será
explicado a continuación en detalle. La placa 50 tiene las bridas
52b, 52c, 52d en tres lados de la forma cuadrangular, y no se
dispone ninguna brida en el otro lado. Consecuentemente, la parte
de arco circular de la parte del resalte de la matriz hembra 120
está dispuesta a lo largo de tres lados. Otro lado del material en
bruto 50b no está montado sobre el otro lado de la matriz hembra
120. Entre ambos se forma una separación.
La herramienta 130 se desplaza para dirigirse
desde un lado final de la brida 52b hasta la brida 52c, y a través
de la brida 52c la herramienta 130 se desplaza para dirigirse a la
parte final de la brida 52d. En la figura 7 se ilustra la pista de
deslizamiento de la herramienta 130 en la parte rebajada 53.
En la figura 8, la herramienta 130 se ha
desplazado a lo largo de la brida 53d y ha pasado a través de la
parte final en dirección longitudinal de la brida 52d. A
continuación, el material en bruto 50b se desplaza un poco
reversiblemente a una posición en la parte inferior de la
herramienta 130. A continuación, se hace descender al asiento 140 y
a la herramienta 130. Después, la herramienta 130 se desplaza para
alcanzar la parte final en dirección longitudinal de la brida 52b,
a través de las bridas 52c, 52e, 52d sucesivamente.
Una vez que la herramienta ha pasado la parte
final de la brida 52b, como se explica con la figura 8, el material
en bruto 50b se desplaza un poco reversiblemente a una posición en
la parte inferior de la herramienta 130. A continuación, el asiento
140 y la herramienta 130 descienden. Después, la herramienta 130 se
desplaza para alcanzar la parte final en dirección longitudinal de
las bridas 52d, a través de las bridas 52b, 52e, 52d. De ahí en
adelante, se repite la operación establecida.
Además, como la brida de la placa 50 está
dispuesta solamente en tres lados, la herramienta 130 se desplaza
alternativamente como se ha afirmado anteriormente. Las
explicaciones anteriores referentes a que "la herramienta 130 se
desplaza en la dirección periférica a lo largo de la cara periférica
interior de la matriz hembra 120", etc., incluyen el caso de los
tres lados. Además, cuando la brida está dispuesta solamente en tres
lados, no es necesario el movimiento alternativo, sino que puede
desplazarse alrededor.
Una vez que la herramienta 130 ha pasado a
través de la parte final en dirección longitudinal de las bridas
52d, 52b, para desplazar la herramienta 130, la parte final en la
dirección longitudinal de las bridas 52d, 52b queda intercalada
entre la cara lateral de la herramienta 130 y la cara periférica
interna de la matriz hembra 120, y la parte final en dirección
longitudinal de las bridas queda formada con una forma
predeterminada.
A mitad de camino en dirección longitudinal de
la brida, cuando se detiene el movimiento de la herramienta 130, el
lado de la parte final desde allí no tiene forma lineal.
Entre la parte final del material en bruto 50b
que no tiene brida y la parte final de la matriz hembra 120, hay
una separación mayor que un radio de la herramienta 130. Igual que
el tamaño de la parte rebajada 53 antes citada, es necesario
disponer del tamaño a través del cual puede pasar la herramienta
130.
La parte de conexión entre la brida 52b y la
brida 52c tiene una separación. Además, se dispone de la parte
rebajada 53. La distancia entre la brida 52b y la brida 52c, es
decir, el tamaño de la parte rebajada 53, está determinado para
comprimir la parte final en dirección longitudinal de las bridas
51b, 52c por la cara lateral de la herramienta 130 contra la cara
periférica interior de la matriz hembra 120. La herramienta 130 se
desplaza comprimiendo la parte final en dirección longitudinal de
las bridas 52b, 52c.
Cuando la herramienta se desplaza desde la brida
52b a la brida 52c, el extremo inferior de la herramienta 130 entra
en contacto con la cara final de la placa inferior 51, la
herramienta 130 se eleva un poco y se desplaza hacia el lado de la
brida 52c, y efectúa el proceso y se desplaza en la dirección
longitudinal de la brida. Es decir, la herramienta 130 se desplaza
como se ilustra en la figura 8.
La placa 60 se fabrica de forma similar. La
placa 70 se fabrica también de forma similar. El movimiento de la
herramienta 130 en su parte final, en la dirección longitudinal de
las bridas 72b, 72c, se lleva a cabo de una manera similar.
La máquina de proceso para llevar a cabo la
formación incremental es un aparato de proceso de un sistema de
control numérico, por ejemplo una máquina fresadora NC o un centro
de mecanización. La herramienta 130 se instala en un eje principal
del aparato de proceso del sistema de control numérico. La
herramienta 130 se desplaza a lo largo de la cara periférica
interna de la matriz hembra 20, en dirección vertical, por medio
del control numérico.
El eje principal que sostiene la herramienta 130
se desplaza en dirección vertical y en una dirección horizontal. La
matriz hembra 120 y el asiento 140 están montados sobre la mesa (la
base). La mesa se desplaza en la dirección horizontal de la
dirección rectangular, contra la dirección del movimiento de la
dirección horizontal del eje principal.
De acuerdo con los dos movimientos antes
citados, la herramienta 130 se desplaza a lo largo de la cara
periférica interna de la matriz hembra 120. Los medios 150 de
elevación y descenso están montados sobre la mesa. En lugar del
movimiento en dirección vertical de la herramienta 130, la mesa
puede elevarse y descender.
A continuación se explicará un ejemplo. El
diámetro de la herramienta 130 es de 25 mm, el espesor de la placa
del material en bruto 50b es de una gama entre 0,5 mm a 4 mm, la
distancia desde la cara periférica interna de la matriz hembra 120
a la cara lateral de la herramienta 130 es de una gama de 0,8 veces
a 2 veces, y la profundidad del empuje de una vez de la herramienta
130 (la cantidad de movimiento descendente de una vez del asiento
140) es de 0,5 veces a 2 veces el espesor de la placa del material
en bruto 50b.
Además, la altura de la brida es de 20 mm, el
radio del arco circular (la parte resaltada) de la matriz hembra
120 es 5,5 - 13,5 mm, el diámetro de la herramienta 130 es de 25
mm, el radio del extremo de la punta de la herramienta 130 es de
5,5 mm a 10 mm, y el radio de la parte 52e de arco circular es de
100 mm.
Se explicará ahora el tamaño del material en
bruto 50b. Como se ilustra en la figura 7, el tamaño del material
en bruto 50b es tal que la parte extrema del material en bruto 50b
queda situada en la parte superior del centro de un arco circular R
de la parte resaltada de la matriz hembra 120, o tal que la parte
final del material en bruto 50b queda situado en el lado central de
la matriz hembra 120 desde la parte superior del centro antes
citado. Cuando el tamaño del material en bruto 50b es mayor que el
del caso anterior, en la parte 12a de arco circular de la brida 12,
puede tener lugar fácilmente una fisura en la parte de conexión
entre la brida 12 y la placa inferior 11.
En el modo de realización anteriormente
establecido, de acuerdo con la presente invención, una vez que el
asiento 140 ha descendido, se hace descender a la herramienta 130,
sin embargo, el asiento 140 y la herramienta 130 pueden ser
descendidos al mismo tiempo. Además, el extremo de la punta de la
herramienta 130 no está formado con una configuración plana, sino
que puede estar formado con configuración esférica. Además, la
herramienta puede estar formada de manera que no gire.
El proceso de compresión puede llevarse a cabo
fijando el asiento 140 y elevando la matriz hembra 120. La
herramienta 130 no se desplaza en la dirección vertical a mitad de
camino de la formación. El asiento 140 está situado en la posición
de la dirección axial de la herramienta 130, y está dispuesto a lo
largo de la cara periférica interna de la matriz hembra 120.
Además, la herramienta 130 pasa alrededor y a lo
largo de la parte de arco circular de la parte resaltada de la
matriz hembra 130, desplazándose después la herramienta 130 por la
cara periférica interior de la matriz hembra 120, y después la
herramienta 130 sigue dando la vuelta y, una vez que la parte final
del material en bruto ha sido formada con la forma de arco circular
y la herramienta 130 desciende a lo largo de la cara periférica
interna de la matriz hembra 120, la altura de la brida se hace
consecuentemente más grande.
Se explicará ahora el modo de realización de
acuerdo con la presente invención, ilustrado en la figura 11 y la
figura 12. Una placa 250 (260), correspondiente a la placa 50 (60),
está constituido por el miembro del armazón construido por
extrusión. El miembro 250 (260) del armazón construido por extrusión
tiene diversas nervaduras 255 (265). Este miembro 250 (260) del
armazón construido por extrusión es sometido a la formación
incremental. Por esta razón, las nervaduras 255 (265) de la parte
del extremo superior y de la parte del extremo inferior del miembro
250 (260) del armazón construido por extrusión son eliminadas por el
corte.
Cuando el espesor de la placa de la parte del
extremo superior y de la parte del extremo inferior del miembro 250
(260) del armazón construido por extrusión, y la parte del lado de
la cara lateral de la carrocería del vagón (la parte que
proporciona la brida 252 (262)) son gruesos y se corta la cara de la
nervadura 255 (265), después el espesor de la placa se hace
adecuado para la formación incremental.
En la parte final del lado de la placa 270 y en
la parte final del lado del pasillo 45, se dispone la nervadura 257
(267). La porción de la parte final 259 de la placa 250 que se
suelda a la parte final de la placa 270 se corta, disponiendo de la
hendidura utilizada para la soldadura.
El tamaño de la protuberancia de la nervadura
257 (267) es menor que el tamaño de la protuberancia de la nervadura
255 (265). Se dispone una hendidura 258 en una placa de la
nervadura 257 (267). Hay dispuesta una parte final 259 de la placa
junto al pasillo 45, desde una parte final del lado del pasillo 45
que contiene la nervadura 257 (267).
En la hendidura 258, la parte final de un
miembro interior (no ilustrado en la figura), y mediante la
provisión de la nervadura 257 (267), se ensancha el espesor de la
placa de la parte final del lado del pasillo 45, dando como
resultado que se asegura la resistencia que corresponde a la brida
255 (265).
Por esta razón, la parte final del lateral del
pasillo 45 no tiene formada la nervadura 257 (267), pero el espesor
de la parte final del pasillo 45 puede ser grueso. Además, la brida
255 (265) puede estar dispuesta de acuerdo con un proceso de
extrusión. La parte gruesa se denomina genéricamente nervadura 257
(267), miembro grueso de la placa y brida 255 (265).
De acuerdo con el modo de realización
establecido anteriormente de la presente invención, no es necesario
proporcionar el miembro mediante el doblez de la brida
correspondiente a la brida 52b (62b). Además, no es necesario
proporcionar la parte rebajada 53. Consecuentemente, la placa puede
ser formada con facilidad.
La placa 70 puede estar formada con el miembro
del armazón construido por extrusión, de manera similar a la placa
250. La dirección de extrusión de la placa 70 es la dirección de la
anchura de la carrocería del vagón. La brida 72b está formada en la
parte gruesa de la placa 250 (260). Además, la combinación de la
palca 220 con la placa 270 puede cambiar la combinación de la placa
50 con la placa 70.
En el caso en que la placa 250 no está
constituida por un miembro de armazón construido por extrusión, se
sueldan varios miembros de armazón construidos por extrusión. Esta
unión (la soldadura) puede llevarse a cabo, por ejemplo, de acuerdo
con el sistema de soldadura de agitación por fricción. La placa 270
puede estar formada con el miembro de armazón construido por
extrusión.
La matriz macho se monta sobre el material en
bruto y la parte periférica exterior del material en bruto se dobla
mediante la herramienta a lo largo de la parte periférica exterior
de la matriz macho, pudiendo fabricarse después la brida. Además,
las placas 50, 60, 70 pueden ser fabricadas de acuerdo con el
proceso de compresión.
De acuerdo con la presente invención, los dos
productos de formación que tienen la brida en la parte final de la
placa, se pueden soldar con la tercera placa sin separación
(holgura).
Claims (10)
1. Un método de fabricación de la estructura de
una carrocería, que comprende los pasos de:
fabricar una primera placa (50, 60) y una
segunda placa (70) para apoyarla y soldarla a dicha primera
placa;
comprendiendo dicha primera placa (50, 60) una
pared de base (51, 61), una primera brida (52c, 62c) dispuesta por
flexión de un primer lado de dicha primera placa (50, 60) de dicha
pared de base (51, 61), siendo sustancialmente ortogonal una
segunda brida (52b, 62b) a dicha primera brida (52c, 62c) y
dispuesta por flexión de un segundo lado de dicha primera placa
(50, 60) de dicha pared base (51, 61), y estando dispuesta una parte
rebajada (53, 63) en la unión de dichos primero y segundo lados,
entre un extremo de dicha primera brida (52c, 62c) y un extremo de
dicha segunda brida (52b, 62b), teniendo dicha primera placa (50,
60), vista en sección transversal, una parte de arco circular que
une dicha pared de base (51, 61) a dicha segunda brida (52b,
62b);
comprendiendo dicha segunda placa (70) una pared
base (71), una tercera brida (72c) dispuesta por flexión de un
primer lado de dicha segunda placa (70) de dicha pared base (71), y
una parte saliente (73, 73) que sobresale desde un segundo lado
(71b, 71c) de dicha segunda placa (70), que es sustancialmente
ortogonal a dicho primer lado, siendo paralelo un tercer lado de
dicha segunda placa (70) a dicho primer lado de dicha segunda placa
(70), incluyendo la parte saliente (73) un extremo de dicha tercera
brida (72c);
estando dispuestas dicha primera y segunda
placas (50, 60, 70) de manera que se disponen las siguientes partes
de apoyo:
(i) dicho extremo de dicha primera brida (52c,
62c) de dicha primera placa se apoya sobre dicha parte final de
dicha primera brida (72c) de dicha segunda placa;
(ii) dicho segundo lado de dicha segunda placa
(70) se apoya sobre el lado exterior de dicha parte de arco
circular de dicha primera placa (50, 60);
(iii) dicha parte saliente (73) se inserta y se
apoya en dicha parte rebajada (53, 63); y
se sueldan conjuntamente dichas respectivas
partes de apoyo.
2. Un método según la reivindicación 1, en el
que:
dicha parte rebajada (53, 63) incluye una parte
de dicha pared base (51, 61) de dicha primera placa (50, 60); y
dicha parte elevada (73, 73) incluye una parte
de dicha pared base (71) de dicha segunda placa (70).
3. Un método según la reivindicación 1 o 2, en
el que:
dicha segunda placa (70) tiene una cuarta brida
(72b) dispuesta mediante el doblez de dicho tercer lado de dicha
segunda placa (70) de dicha pared base (71) de la misma, estando
separado un extremo de dicha cuarta brida (72b) de dicho segundo
lado de dicha segunda placa (70);
estando apoyada dicha parte final de dicha
cuarta brida (72b) en dicha segunda brida (52b, 62b) de dicha
primera placa (50, 60); y
soldando conjuntamente las partes apoyadas de
dicha cuarta brida (72b) y de dicha segunda brida (52b, 62b).
4. Un método según la reivindicación 1, en el
que:
dicha segunda placa (70) tiene una parte gruesa
dispuesta a lo largo de dicho tercer lado de la misma, estando
separada una parte final de dicho segundo lado desde dicho segundo
lado de la misma;
estando apoyada una parte final de dicha parte
gruesa en dicha segunda brida (52b, 62b) de dicha primera placa;
y
se sueldan conjuntamente las partes apoyadas de
dicha porción gruesa y dicha segunda brida (52b, 62b).
5. Una estructura de carrocería que
comprende:
una primera placa (50, 60) y una segunda placa
(70);
comprendiendo dicha primera placa (50, 60) una
pared base (51, 61), una primera brida (52c, 62c) dispuesta por
flexión de un primer lado de dicha primera placa (50, 60) de dicha
pared base (51, 61), una segunda brida (52b, 62c) sustancialmente
ortogonal a dicha primera brida (52c, 62b) y dispuesta mediante el
doblez de un segundo lado de dicha primera placa (50, 60) de dicha
pared base (51, 61), y una parte rebajada (53, 63), dispuesta en la
unión entre dichos primer y segundo lados entre un extremo de dicha
primera brida (52c, 62c) y un extremo de dicha segunda brida (52b,
62b), teniendo dicha primera placa (50, 60), vista en sección
transversal, una parte de arco circular que se une a dicha pared
base (51, 61) con dicha segunda brida (52b, 62b);
comprendiendo dicha segunda placa (70) una pared
base (71), una tercera brida (72c) dispuesta por doblez de un
primer lado de dicha segunda placa (70) de dicha pared base (71) de
la misma, y una parte saliente (73, 73) que sobresale desde un
segundo lado de dicha segunda placa (70), que es sustancialmente
ortogonal a dicho primer lado de dicha segunda placa (70), siendo
un tercer lado de dicha segunda placa (70) sustancialmente paralelo
a dicho primer lado de dicha segunda placa (70), incluyendo la parte
saliente (73, 73) una parte final de dicha tercera brida (72c);
estando apoyadas y soldadas conjuntamente dicho
extremo de dicha primera brida (52c, 62c) de dicha primera placa y
dicha parte final de dicha tercera brida (72c) de dicha segunda
placa;
estando apoyado y soldado dicho segundo lado de
dicha segunda placa (70) al lado exterior de dicha parte de arco
circular de dicha primera placa (50, 60); y
estando insertada y apoyada dicha parte saliente
(73, 73) en dicha parte rebajada (53, 63).
6. Una estructura de carrocería según la
reivindicación 5, en la que:
dicha parte rebajada (53, 63) incluye una parte
de dicha pared base (51, 61) de dicha primera placa (50, 60); y
dicha parte elevada (73, 73) incluye una parte
de dicha pared base (71) de dicha segunda placa (70).
7. Una estructura de carrocería según la
reivindicación 5 o 6, en la que:
dicha segunda placa (70) tiene una cuarta brida
(72b) dispuesta por doblez de dicho tercer lado de dicha segunda
placa (70) de dicha pared base (71) de la misma; y
una parte final de dicha cuarta brida (72b) está
apoyada y soldada con dicha segunda brida (52b, 62b) de dicha
primera placa (50, 60).
8. Una estructura de carrocería según la
reivindicación 5 o 6, en la que
dicha segunda placa (70) tiene una parte gruesa
dispuesta a lo largo de dicho tercer lado de dicha segunda placa
(70); y
una parte final de dicha parte gruesa esta
poyada y soldada a dicha segunda brida (52b, 62b).
9. Una estructura de carrocería según la
reivindicación 5, que tiene dos de dichas primeras placas (50, 60)
respectivamente unidas a bordes laterales opuestos de dicha segunda
placa (70), en la que:
dicha segunda placa (70) tiene dos de dichos
segundos lados respectivos en dichos bordes laterales opuestos de
la misma;
dichas dos primeras placas (50, 60) tienen sus
respectivas dichas segundas bridas (52b, 62b) opuestas entre sí a
través de una separación entre dichas dos primeras placas (50, 60),
en cuya separación forma un puente dicha segunda placa (70) en un
extremo de dichas dos primeras placas;
dicha segunda placa (70) tiene, en dichos bordes
laterales opuestos, dos de dichas partes salientes (73) insertadas
y soldadas en las respectivas partes rebajadas (53, 63) de dichas
primeras placas (50, 60);
dichos dos segundos lados de dicha segunda placa
(70) están apoyados y soldados a las respectivas partes de arco
circular de dichas primeras placas (50, 60);
dicha tercera brida (72c) de dicha segunda placa
(70) está, en sus extremos opuestos, apoyada y soldada con dichas
primeras bridas (52c, 62c) de dichas dos primeras placas (50,
60).
10. Una carrocería de un vagón de un vehículo de
ferrocarril, en la que una estructura final de dicha carrocería del
vagón está constituida por una estructura de carrocería según la
reivindicación 9,
estando dicha segunda placa (70) de dicha
estructura de carrocería entre un pasillo (45) de pasajeros y un
techo (30) de la carrocería del vagón, y estando soldada a dicho
techo (30),
estando las dos primeras placas (50, 60) en los
lados izquierdo y derecho, respectivamente, de dicho pasillo (45)
de pasajeros, entre el pasillo (45) y las respectivas caras
laterales (20) izquierda y derecha, y estando solapadas y soldadas
a las respectivas caras laterales (20) y al techo (30).
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