ES2286207T3 - Aparato para realizar operaciones de hidromoldeado. - Google Patents

Abstract

Un aparato (10) para realizar una operación de hidromoldeado que comprende: una plancha inferior (30); una parte baja del troquel (65) portada por dicha plancha inferior (30); una plancha superior (20) sostenida con respecto a dicha plancha inferior (30); un cilindro elevador (71) para elevar a elección dicha parte baja del troquel (65) y ponerlo en contacto con una parte alta del troquel (64); una chabota (60) que se mueve entre una primera posición, en la que dicha chabota (60) queda dispuesta entre dicha parte baja del troquel (65) y dicha plancha inferior (30), y una segunda posición en la que dicha chabota (60) no está dispuesta entre dicha parte baja del troquel (65) y dicha planta inferior, caracterizada porque la parte alta del troquel (64) tiene un brazo de suspensión (67) que sale para hacer contacto con dicha plancha superior (20).

Description

Aparato para realizar operaciones de hidromoldeado.

Antecedentes de la invención

Esta invención se refiere a un aparato para realizar operaciones de hidromoldeado en una pieza de canal cerrado, con arreglo al preámbulo de la reivindicación 1. En particular, esta invención trata de una estructura mejorada de dicho aparato de hidromoldeado que es relativamente simple y económica en su forma y funcionamiento y es muy adecuada para realizar la operación de hidromoldeado de piezas relativamente largas, como los largueros del bastidor de un vehículo.

El hidromoldeado es un proceso bien conocido en la metalurgia, que se sirve de un fluido a presión para deformar hacia fuera una pieza en forma de canal cerrado, como un elemento tubular, de conformidad con un troquel que tiene la forma deseada. Un aparato de hidromoldeado típico consta de un bastidor con una o más partes de troquel, sostenidas en el bastidor por el movimiento relativo entre la posición de abierto y cerrado. Las partes de troquel tienen rebajes hechos en las mismas que cooperan y entre ambas definen una cavidad de troquelado cuta forma es equivalente a la forma final que se desea tenga la pieza. Cuando se mueven a la posición abierta, las partes de troquel están separadas una de otra para poder introducir la pieza entre ellas o sacarla de la cavidad del troquel. Cuando se mueven las partes a la posición cerrada quedan dispuestas una junto a la otra encerrando la pieza en la cavidad del troquel. Aunque la cavidad del troquel es normalmente algo mayor que la pieza que se ha de hidromoldear, el movimiento de las dos partes del troquel desde la posición abierta a la posición cerrada puede, en algunos casos, causar cierta deformación mecánica del elemento hueco. En cualquier caso, la pieza se llena de fluido, que es normalmente un líquido incomprimible como el agua. La presión del fluido dentro de la pieza se aumenta en tal magnitud que la pieza se expande hacia fuera y adquiere la forma de la cavidad troqueladora. El hidromoldeado es un proceso ventajoso para moldear los componentes que forman el bastidor de un vehículo y otras estructuras, porque puede deformar rápidamente la pieza dándole la forma deseada.

En un aparato de hidromoldeado típico, las partes de troquel están dispuestas de manera que la parte alta del troquel está sostenida por un ariete del aparato, en tanto que la parte baja apoyada en la cama del aparato. Un actuador mecánico o hidráulico eleva la parte alta del troquel a la posición abierta respecto a la parte baja, permitiendo extraer la pieza ya deformada e introducir otra pieza en la cavidad del troquel. El actuador también hace descender el ariete con la parte alta del troquel a la posición cerrada respecto a la parte alta del troquel, para efectuar la operación de hidromoldeado. Suele disponerse de un dispositivo de apriete mecánico para mantener juntas las partes del troquel. El dispositivo de apriete mecánico va sujeto a las partes del troquel (o también al ariete y a la cama que sostienen las partes del troquel) para impedir que se separen una de la otra durante la operación de hidromoldeado. Tal separación es obviamente indeseable porque variaría la forma de la cavidad troquela-dora, produciendo variaciones inaceptables de la forma final de la pieza.

Como ya se ha dicho, el proceso de hidromoldeado consiste en introducir en la pieza un fluido a muy alta presión para deformarla. La magnitud de la presión del fluido dentro de la pieza es variable con arreglo a muchos factores, siendo uno de ellos la dimensión física de la pieza que se quiere deformar. Si la pieza es relativamente pequeña o de paredes delgadas, la magnitud de la presión del fluido que se introduce en la pieza en la operación de hidromoldeado es igualmente pequeña. Por lo tanto, la cantidad de fuerza que ejerce la pieza hacia fuera en la operación de hidromoldeado también es relativamente pequeña. En estos casos, el aparato de hidromodelado sólo se necesita ejercer una fuerza hacia dentro relativamente pequeña para contrarrestar la fuerza hacia fuera y mantener las partes del troquel en posición cerrada durante la operación de hidromoldeado. Por consiguiente, la dimensión física y la fuerza del aparato de hidromodelado para deformar piezas pequeñas o de paredes delgadas no son mayores que una prensa mecánica normal que realice una operación similar.

Sin embargo, cuando haya que deformar una pieza relativamente grande o de paredes gruesas (como las que se encuentran en muchos componentes del bastidor de un vehículo, como son largueros, travesaños, etc.), la magnitud de la presión del fluido que se pone dentro de la pieza para realizar la operación de hidromodelado es relativamente grande. Por lo tanto, la cantidad de presión hacia fuera ejercida por la pieza sobre las partes del troquel durante la operación de hidromoldeado, es también relativamente grande. Para contrarrestarla, el aparato de hidromodelado debe ejercer una fuerza hacia fuera para que las partes del troquel se mantengan en posición cerrada durante la operación de hidromoldeo. Por consiguiente, el tamaño y la fuerza física del aparato de hidromoldeo es tan grande o mayor que una prensa mecánica ordinaria que haga la misma operación. Que es particularmente problemático cuando la pieza es bastante larga, como los largueros del bastidor de un vehículo. El coste y la complejidad de fabricación un aparato de hidromoldeo que sea capaz de deformar dichas piezas es muy alto. Por lo que es deseable idear una estructura mejorada para un aparato de hidromoldeo capaz de deformar piezas relativamente grandes y de paredes gruesas, pero que a la vez sea relativamente pequeño, sencillo y económico de construir y explotar.

JP 2001 001066 revela un aparato de hidromoldeado que tiene las cualidades que se caracterizan en la reivindicación 1.

Resumen de la invención

Se presenta un aparato con arreglo a la presente invención, como se revindica en la reivindicación 1.

Esta invención se refiere a la estructura mejorada de un aparato de hidromoldeado capaz de deformar piezas relativamente grandes y de paredes gruesas, pero a la vez relativamente pequeño, sencillo y económico de construir y explotar. El aparato de hidromoldeo comprende dos planchas, superior e inferior, unidas por tirantes que pasan por los tubos de compresión respectivos. La plancha superior lleva la parte alta del troquel mediante un brazo suspendedor en gorma general de C, en tanto que la parte baja del troquel está en la plancha inferior. Las partes alta y baja del troquel tienen unas depresiones que definen la cavidad de troquelado. Se disponen mecanismos a los lados del aparato de hidromoldeado para poner a voluntad la parte baja del troquel en contacto con la parte alta del troquel y encerrar la pieza dentro de la cavidad de troquelado. Entonces se hace entrar una chabota entre el troquel hidromoldeador y la plancha inferior. Luego se acciona hidráulicamente un conjunto de cilindros que contiene una serie de émbolos para sujetar firmemente el troquel hidromoldeador entre el conjunto de cilindros y la plancha inferior. Mientras el conjunto de cilindros está activado, se introduce fluido a presión en la pieza, deformándola de conformidad con la cavidad de troquelado.

Los conocedores de la metería entenderán los diversos objetos y ventajas de esta invención leyendo la siguiente descripción detallada de la versión preferente, a la luz de las figuras adjuntas.

La Fig. 1 es una vista en perspectiva de una parte de la versión preferente del aparato de hidromoldeo con arreglo a la invención.

La Fig. 2 es un alzado frontal del aparato de hidromoldeo ilustrado en la Fig. 1.

La Fig. 3 es una vista en alzado-sección del aparato de hidromoldeo, parcialmente despiezado, mostrando los componentes del mismo antes de montar el troquel hidromoldeador en el aparato de hidromoldeo.

La Fig. 4 es una vista en alzado-sección similar a la Fig. 3, que muestra la chabota moviéndose hacia el interior del aparato de hidromoldeo para iniciar el montaje del troquel hidromoldeador.

La Fig. 5 es una vista en alzado-sección similar a la Fig. 4, que muestra los cilindros elevadores después de haber sido accionados para subir el troquel hidromoldeador por encima de la chabota móvil durante el montaje del troquel hidromoldeador.

La Fig. 6 es una vista en alzado-sección similar a la Fig. 5, que muestra la chabota móvil después de haberse movido hacia dentro desde el aparato de hidromoldeo durante el montaje del troquel hidromoldeador.

La Fig. 7 es una vista en alzado sección similar a la Fig. 6, mostrando los cilindros elevadores después de ser accionados para descender la parte baja del troquel hidromoldeador para terminar el montaje del troquel hidromoldeador.

La Fig. 8 es una vista en alzado-sección similar a la Fig. 7, que muestra una pieza introducida en la depresión hecha en la parte baja del troquel hidromoldeador para iniciar el proceso de hidromoldeado.

La Fig. 9 es una vista en alzado-sección similar a la Fig. 8 mostrando los cilindros elevadores una vez accionados para subir la parte baja del troquel y ponerla en contacto con la parte alta del troquel hidromoldeador durante el proceso de hidromoldeo.

La Fig. 10 es una vista en alzado-sección similar a la Fig. 9, que muestra la chabota móvil una vez que se ha movido dentro del aparato de hidromoldeo durante la operación de hidromoldeo.

La Fig. 11 es una vista en alzado-sección similar a la Fig. 10, que muestra los émbolos que contiene el conjunto de cilindros después de que el fluido a presión que hay dentro de la pieza los ha movido hacia abajo durante la operación de hidromoldeo.

La Fig. 12 es una vista en alzado-sección similar a la Fig. 11, que muestra la chabota móvil después de haber subido desde el aparato de hidromoldeo y mostrando los cilindros elevadores después de haber sido accionados para descender la parte baja del troquel hidromoldeador y concluir el proceso de hidromoldeado.

Descripción detallada de la versión preferente

Refiriéndonos ahora a las figuras, las Fig. 1, 2 y tres ilustran un aparato de hidromoldeo, señalado siempre con 10, con arreglo a la invención. El aparato de hidromoldeo ilustrado 10 es en general de construcción modular, incluso dos módulos de hidromoldeo señalados 11 y 12. Los módulos 11 y 12 son en general idénticos en estructura y funcionamiento y se pueden disponer uno al lado del otro. Aunque se muestran dos de dichos módulos de hidromoldeo 11 y 12, se observará que el aparato de hidromoldeado se puede hacer con mayor o menor número de dichos módulos 11 y 12. Pero también se puede hacer el aparato de hidromoldeo 10 sin que tenga construcción modular.

Cada módulo 11 y 12 del aparato de hidromoldeo consta de una plancha superior, señalada en general con 20. La plancha superior 20 esta construida con forma general de caja y tiene una placa estructural superior puesta horizontal 21, una placa estructural inferior puesta horizontal 22, una placa estructural frontal vertical 23 y una placa estructural vertical posterior 23. En la versión que se ilustra, las placas estructurales frontal y posterior puestas en vertical están hechas íntegramente con la placa estructural inferior horizontal, aunque no es necesario. Se ha dispuesto un primer par de placas frontales de refuerzo puestas lateralmente 25, y un segundo par de placas posteriores de refuerzo puestas lateralmente (sólo se ilustra una) para aumentar la resistencia y rigidez de la plancha superior 20. La plancha superior 20 también dispone de un par de tubos superiores 25a y 26a puestos en vertical entre la placa estructural superior horizontal 21 y la placa estructural inferior horizontal 22, y además están dispuestos respectivamente entre las placas de refuerzo puestas en el frente 25 y las placas de refuerzo puestas lateralmente 26. Las placas estructurales 21, 22, 23 y 24, las placas de refuerzo 25 y 16 y los tubos superiores 25a y 26a están unidos entre sí de cualquier modo convencional, como la soldadura, formando la plancha superior 20. Los extremos inferiores de los tubos 25a y 26a de la plancha están puestos alrededor y preferiblemente alineados coaxialmente con las aberturas respectivas (una de las cuales se ve en 22a) hechas a través de la placa estructural 22 horizontal de la plancha superior 20. El fin de los tubos 25a y 26a y de las aberturas 22a se explica más adelante.

Una plancha de enlace 27 transversal pasa sobre las placas estructurales horizontales 31 de cada módulo 11 y 12. El objeto de la placa de enlace 27 es facilitar la alineación de dichos módulos 11 y 12. Para ello, partes de la placa de enlace 27 entran y cooperan con unos rebajos (omitidos) hechos en las planchas estructurales 21 horizontales. Sin embargo, la placa de enlace 27 se puede sujetar o colaborar de cualquier otro modo que se desee con las placas estructurales superiores puestas en horizontal 21.

Un primer cilindro hidráulico 28 (ver la Fig. 3) está apoyado en la placa estructural inferior horizontal 22, en el lado frontal de cada una de las planchas superiores 20. Los primeros cilindros hidráulicos son de tipo convencional y tienen una barra de émbolo que se mueve entre las posiciones extendida y retraída. Para hacerlo, los primeros cilindros hidráulicos 28 están preparados para conectarlos a elección con una fuente de fluido a presión (omitida). El objeto de los primeros cilindros hidráulicos 28 se explica más adelante.

Igualmente, un segundo cilindro hidráulico 29 (ver la Fig. 3) está apoyado en la placa estructural inferior 23 puesta horizontal, detrás de los primeros cilindros hidráulicos 28 en cada plancha superior 20. Cada segundo cilindro hidráulico 18 es de tipo convencional y dispone de una barra de émbolo 29a que se mueve entre las posiciones extendida y retraída. A este efecto, los segundos cilindros hidráulicos 29 están también preparados para conectarlos a elección con una fuente de fluido a presión. El objeto de los segundos cilindros hidráulicos 29 se explica más adelante.

Cada módulo 11 y 12 del aparato de hidromoldeado 10 comprenden también una plancha inferior señalada 30 en general. La plancha inferior 30 ilustrada también está construida con forma general de caja, comprende una placa estructural superior 31 puesta en horizontal, una placa estructural en horizontal 32 y una placa estructural posterior vertical 33. En la versión que se ilustra, la placa estructural posterior vertical 23 está hecha íntegramente con la placa estructural superior horizontal 31, aunque no es necesario. Se ha dispuesto un primer par de placas de refuerzo puestas en el frente 34 (sólo se ilustra una) y un segundo par de placas de refuerzo posteriores puestas a los lados 35 (sólo se ilustra una), para aumentar la resistencia y rigidez general de la plancha inferior 30. La plancha inferior 30 tiene también un par de tubos inferiores 35a puestos verticalmente entre la placa estructural horizontal superior 31 y la placa estructural inferior horizontal 32, y además, están colocados respectivamente entre las placas de refuerzo laterales puestas en vertical 35. Las placas estructurales 31, 32, y 33, las placas de refuerzo 34 y 35 y los tubos inferiores 34a y 35a están unidos entre sí de cualquier modo convencional, como soldadura, para formar la plancha inferior 30. Los extremos de arriba de los tubos superiores 34a y 35a están puestos alrededor y preferiblemente alineados coaxialmente con unas aberturas (omitidas) respectivas hechas a través de la placa estructural superior horizontal 31 de la plancha inferior 30. El objeto de los tubos 34a y 35a de la plancha y de las aberturas se explica más adelante. Una placa de enlace transversal 36 pasa sobre las placas estructurales horizontales 32 de cada módulo 11 y 12, del mismo modo y con el mismo objeto que la placa de enlace 27 descrita antes.

La plancha superior 20 y la plancha inferior 30 de cada módulo 11 y 12 van unidas entre sí por un par de tubos de compresión o elementos verticales 40 y 41,. Los tubos de compresión ilustrados 40 y 41 son en general huecos y de forma cilíndrica y están hechos preferiblemente con extremos superior e inferior regruesados, como se ve en 40a y 40b en la Fig, aunque no es necesario. Los tubos de compresión 40 y 41 pasan entre la placa estructural horizontal inferior 22 de la plancha superior 20, y la placa estructural horizontal superior 31 de la plancha inferior 30. Los extremos superiores 40a de los tubos de compresión 40 y 41 están puestos alrededor y preferiblemente alinea- dos coaxialmente con las aberturas 22a hechas a través de la placa estructural inferior horizontal 22 de la plancha superior 20. Igualmente, los extremos inferiores 40b de los tubos de compresión 40 y 41 están puestos alrededor y preferiblemente alineados coaxialmente con las aberturas que atraviesan la placa estructural superior horizontal 31 de la plancha inferior 30. Así, los tubos de compresión 40 y 41 quedan presos entre la placa estructural inferior horizontal 22 de la plancha superior 20 y la placa estructural superior horizontal 31 de la plancha inferior 30. Los tubos de compresión 40 y 41 están también alineados verticalmente con los tubos 25a y 26a de la plancha superior y con los tubos 34a y 35a de la plancha superior. Si se desea, se puede unir una placa de soporte transversal 42 (ver la Fig. 2) entre los tubos de compresión 40 y 41 de cualquier manera convencional, como soldadura, para aumentar la resistencia y rigidez general de los tubos de compresión 40 y 41 y del aparato de hidromoldeado 10 en su conjunto.

Un tirante 43 pasa a través de cada tubo de compresión 40 y 41 desde los tubos 25a y 26b de la plancha superior 20 hasta los tubos 34a y 35a de la plancha inferior 30. Cada uno de los tirantes 43 es generalmente una barra cilíndrica maciza cuyo extremo superior 43a pasa por encima de las placas estructurales 21 que salen en horizontal de la plancha superior 20, y su extremo inferior 43b pasa por debajo de la placa estructural horizontal 32 de la plancha inferior 30. En la versión que se ilustra, los extremos superior e inferior 43a y 43b del tirante 43, están fileteados, y las tuercas 44, o dispositivos de retención similares se enroscan en dichos extremos fileteados 43a y 43b para unir los tirantes 43 con los tubos de compresión 41. Al apretar las tuercas 44 se ponen en contacto con la placa estructural superior horizontal 21 de la plancha superior 20 y con la placa estructural horizontal inferior 32 de la plancha inferior, así como con las partes superior e inferior 40a y 40b de los tubos de compresión 40. El resultado es que los tubos de compresión 40 quedan pretensados por fuerzas de compresión entre la placa estructural horizontal inferior 22 de la plancha superior y la placa estructural superior horizontal 31 de la plancha inferior 30, con el fin que se describe más adelante. Si se desea, se pueden obtener los mismos resultados con elementos estructurales que no sean las partes fileteadas 43a, 43b y las tuercas 44 que se ilustran. Una placa de respaldo 45 pasa entre la placa estructural horizontal superior 22 de la plancha superior 20 y la placa estructural horizontal superior 31 de la placa inferior 30, con el fin que también se explica más adelante.

Un grupo superior de sujeción del troquel, señalado en general con 50, está situado sobre la plancha superior 20 de cada módulo 11 y 12. En la versión ilustrada, el grupo de sujeción del troquel 50 está sujeto a la placa estructural horizontal inferior de la plancha superior 20, pero no es necesario. El grupo superior de sujeción del troquel 50 tiene un conjunto de cilindros 51 puesto en la plancha superior 20. En la versión ilustrada, el conjunto de cilindros 51 está sujeto a la placa estructural horizontal inferior por cualquier medio convencional, como la soldadura, y pasa lateralmente a través de cada módulo 11 y 12. El conjunto de cilindros 51 consta de varios cilindros huecos 52 hechos en la cara inferior del mismo. El número y posición de dichos cilindros huecos 52 se determina según sea necesario para realizar la operación de hidromoldeado que se describe posteriormente. Dentro de cada cilindro hueco 52 se dispone un émbolo 53, con el movimiento limitado de ascenso y descenso que se describe luego. Una serie de canalizaciones 54 hechas en el conjunto de cilindros 51 hace a los cilindros 52 vasos comunicantes. El objeto del conjunto de cilindros 51 y de los émbolos 53 se describirá en su momento.

En el conjunto de cilindros 51 hay una placa de sujeción 55 que retiene los émbolos dentro de los cilindros 53. La placa de sujeción 55 es apoya en la placa estructural horizontal inferior 22 de la plancha 20 sostenida por varios grupos de soporte 56. En la versión ilustrada, hay un primer par de cilindros hidráulicos 56 de soporte en el lado frontal del conjunto de cilindros 51, y un segundo par de cilindros 56 (sólo se ve uno en la Fig. 3) puesto en la cara trasera del conjunto de cilindros 51. Sin embargo se puede poner cualquier número de cilindros en la situación que se prefiera. Cada uno de los cilindros de apoyo 56 es de tipo convencional y tiene una barra de émbolo que se mueve entre las posiciones de extendida y retraída. Para ello, los cilindros de apoyo 56 están preparados para conectarlos a elección con una fuente de fluido a presión (omitida). El objeto de los cilindros de apoyo se explica después.

En la cara de arriba de la placa estructural superior horizontal 31 de la plancha inferior 30 se apoya una chabota movible 60. En la versión que se ilustra, la chabota movible 60 pasa lateralmente por ambas placas estructurales superiores horizontales 31 de las placas inferiores 30, asociadas con los dos módulos 11 y 12, aunque no es necesario. La chabota movible 60 se apoya en la cara de arriba de la placa estructural horizontal superior 31 y se desliza horizontalmente entre posiciones retraídas, como se explicará luego con más detalle. La chabota movible 80 se puede apoyar directamente en la cara de arriba de la placa superior horizontal 31, como se ha dicho, o bien apoyarse en rodillos o rodamientos puestos en la cara de arriba de la placa estructural superior horizontal 31. Hay un par de placas laterales 51 situadas en los extremos laterales de la chabota movible 60, cuyo objeto se explica más adelante.

Un par de cilindros movidos hidráulicamente 62 (sólo se ve uno) se encuentran en los extremos laterales del aparato de hidromoldeado 10 para realizar el movimiento deslizante de la chabota 60 entre las posiciones extendida y retraída. En la versión ilustrada, los cilindros que efectúan el deslizamiento 62 van sujetos a la cara de arriba de la placa estructural horizontal superior 31 de los módulos 11 y 12. Pero los cilindros de deslizamiento 62 se pueden sujetar en cualquier superficie conveniente. Cada uno de los cilindros de deslizamiento 62 tiene una barra de émbolo que se mueve hacia fuera del mismo. Los extremos exteriores de las barras de émbolo 62a se sujetan a las placas laterales 61 que, como se ha dicho antes, se sujetan a los lados de la chabota movible 60. Los cilindros de deslizamiento 63 están preparados para conectarlos a elección con una fuente de fluido a presión (omitida) para efectuar la extracción y retracción de las barras de émbolo 62ª, y por lo tanto, el movimiento deslizante de la chabota movible 60 entre las posiciones extraída y retraída.

Un troquel hidromoldeador que contiene una placa superior 63 para montarlo, una parte alta del troquel 65 y una parte baja del troquel 66, va apoyado en la chabota movible 60. La cara superior de la parte alta del troquel 64 se sujeta a la placa superior de montaje del troquel 63, en tanto que la cara inferior de la parte alta del troquel 64 tiene una zona rebajada 64a hecha en la misma. Igualmente, la cara inferior de la parte baja del troquel 65 se sujeta a la placa inferior de montaje del troquel 66 en tanto que la cara superior de la parte inferior del troquel 65 tiene una zona rebajada 65a hecha en la misma. La placa superior de montaje del troquel 63 tiene un saliente hacia atrás 63 a cuyo propósito se describirá luego.

Cuando las partes alta y baja del troquel 64 y 65 se juntan, como se ve en la Fig. 3, las zonas rebajadas 64a y 65a definen una cavidad hidromoldeadora que va a través de todo el troquel hidromoldeador. Como se ve mejor en la Fig. 1, los extremos de la placa superior de montaje del troquel 63 y la placa inferior de montaje del troquel 66 salen lateralmente desde los extremos de la parte alta del troquel 64 y la parte bajadle troquel 65. La placa superior de montaje del troquel 63 tiene un brazo de suspensión 67 en forma general de C, sujeto a la cara frontal de la misma. El brazo de suspensión 67 tiene un extremo que sale hacia dentro 67a. El objeto de este brazo de suspensión 67 y del extremo que sale hacia dentro será explicado luego.

Un grupo elevador, indicado en general con 70, está dispuesto en cada extremo lateral del aparato de hidromoldeado 10. Cada grupo elevador 70 comprende un cilindro hidráulico elevador 71 que va sujeto a la plancha inferior 30 del aparato de hidromoldeo o a otra superficie portante. Cada cilindro elevador 71 es de tipo convencional y tiene una barra de émbolo que se mueve verticalmente entre las posiciones extendida y retraída. Para este fin, los cilindros elevadores 71 están preparados para conectarse a elección a una fuente de fluido a presión (omitida). Cada grupo elevador 70 tiene también un elemento de elevación 72 asociado al cilindro elevador 71. Los elementos de elevación 72 tiene forma general de U invertida y están unidos a los émbolos respectivos 71a para realizar con ellos el movimiento vertical. Para facilitar este movimiento vertical, cada elemento de elevación 72 está colocado entre dos guías de elevación 73. Las guías de elevación 73 van sujetas a la plancha inferior 30 del aparato de hidromoldeado 10 o a otra superficie portante, y hacen contacto por deslizamiento con los lados del elemento de elevación asociado 72. Así, cuando se accionan los cilindros elevadores 71, el elemento de elevación 72 se puede hacer que se eleve o descienda a voluntad respecto a la plancha inferior 30. Un soporte de la elevación 74, en forma general de U, se puede fijar al extremo superior de cada elemento de elevación 72 (o estar hecho íntegramente con los mismos), para el fin que se explica más adelante.

Ahora se describirán las operaciones del aparato de hidromoldeo 10. Primero se debe instalar el troquel hidromoldeador en el aparato de hidromoldeado 10. Para hacerlo, se sitúan orientados los diversos componentes del aparato de hidromoldeado en la posición que se ve en la Fig. 3 y el troquel hidromoldeador se coloca encima de la chabota movible 80. En esta disposición inicial, las canalizaciones 54 hechas a través del conjunto de cilindros 51, no se comunican con la fuente de fluido a presión. Así, aunque los émbolos 53 y la placa de retención 55 dependen del conjunto de cilindros 51 por la influencia de la gravedad, en la medida permitida por los cilindros de apoyo 56, no se ejerce presión.

Para instalar el troquel hidromoldeador en el aparato de hidromoldeado 10, los cilindros hidráulicos 62 se accionan inicialmente como se ve en la Fig. 4 para mover la chabota movible 60 y el troquel hidromoldeador hacia dentro del aparato de hidromoldeo 10. En esta posición, la chabota movible 60 y el troquel hidromoldeador están alineados verticalmente con el grupo superior de sujeción del troquel 50. En especial, el extremo superior del troquel 67 queda directamente encima del primer cilindro hidráulico 28, mientras que el saliente hacia atrás 63a de la placa superior de montaje del troquel 63 queda dispuesta encima del segundo cilindro hidráulico 29.

Entonces, como vemos en la Fig. 5, se accionan los cilindros elevadores 71 para subir el elemento de elevación 72 y el soporte de elevación 74. Como dijo antes, los extremos de la placa superior para montar el troquel 63 y de la placa inferior de montaje del troquel 66 salen hacia los lados de los extremos de la parte alta del troquel 64 y de la parte baja del troquel 65. Dichos extremos de la placa inferior de montaje del troquel 66 son recibidos en el soporte de elevación en forma de U 74, de manera que el troquel hidromoldeador, incluso la placa superior de montaje del troquel es elevado con el elemento de elevación 73. En esta posición elevada, la cara superior de la placa superior de montaje del troquel 63 topa con la cara inferior de la placa de retención 55. Como también se ha dicho antes, las canalizaciones 54 hechas en el conjunto de cilindros 51 no se comunican con la fuente de fluido a presión. Así, el movimiento ascendente del troquel hidromoldeador hace que la placa de retención 55 se eleve también, haciendo que los émbolos se retraigan dentro de sus respectivos cilindros 52. Al mismo tiempo, se accionan el primer y el segundo cilindro 28 y 29 para que salgan sus émbolos respectivos 28a y 29a. El pistón 28a sale y hace contacto con el extremo superior del brazo de suspensión en forma de C 67, fijado en la placa superior de montaje del pistón 63, mientras que el pistón 29a sale y hace contacto con el saliente hacia atrás 63a de la placa superior de montaje del troquel 63.

Después, se accionan los cilindros hidráulicos 62 como se ve en la Fig. 6 y se deslizan moviendo la chabota movible 60 hacia fuera del aparato hidromoldeador 10. Sin embargo, debido a que los cilindros elevadores 71 permanecen extendidos, el troquel hidromoldeador queda dispuesto dentro del aparato hidromoldeador 10. Por último, se accionan los cilindros elevadores 71, como vemos en la Fig. 7 para bajar el elemento de elevación 72, el soporte de elevación 74, la placa inferior de montaje del troquel 66 y la parte baja del troquel 65. Sin embargo, el primer y segundo cilindro hidráulico 28 y 29 siguen sosteniendo la placa superior de montaje del troquel 63 y la parte alta del troquel 64. Así se termina el proceso de montaje del aparato de hidromoldeado 10, que queda entonces listo para realizar la operación de hidromoldeado.

El paso inicial del ciclo de la operación de hidromoldeado también se muestra en la Fig. 8, en la que la pieza 80 se introduce entre las partes alta y baja 64 y 65 del troquel, respectivamente. Como se ha hecho descender la parte baja del troquel 64 respecto a la parte alta del troquel 64, se hace un espacio para introducir la pieza entre ellas. La pieza 80 es un elemento estructural en canal cerrado, como un elemento tubular, que puede estar doblado previamente por un método conocido para obtener una forma predeterminada aproximada al componente hidromoldeado final. La pieza 80 se puede colocar por cualquier mecanismo convencional (omitido) entre la parte alta del troquel 64 y la parte baja del troquel 65. Normalmente, la pieza 80 se sitúa en la zona rebajada 65a hecha en la parte baja del troquel 65. Es preferible que la pieza sea de un tamaño tal que sus extremos sobresalgan transversalmente una distancia predeterminada de cada lado del troquel hidromoldeador. Esto se hace para facilitar la conexión de cilindros convencionales de retrocarga (omitidos) en la pieza y realizar el proceso de hidromoldeo, como se explica más adelante.

Luego se accionan los émbolos 71a de los cilindros elevadores 71 para elevar la parte baja del troquel 65 y la placa de montaje del troquel 66 respecto a la parte alta del troquel 64 a la posición más alta que muestra la Fig. 6. Es preferible que los cilindros elevadores 71 sean de tamaño relativamente pequeño para conseguir a elección una velocidad relativamente alta con poca fuerza en el movimiento de los émbolos 71a. El resultado es que se puede realizar con bastante rapidez la mayoría del movimiento de elevación de la parte baja del troquel 65 y de la placa inferior de montaje del troquel 65, reduciendo ventajosamente el tiempo total del ciclo del aparato de hidromoldeado. No obstante, podría ser deseable que los cilindros elevadores ejerzan una fuerza de suficiente gran magnitud para causar cierta deformación de la pieza cuando la parte baja del troquel 65 hace contacto con la parte alta del troquel 64.

Cuando la parte baja del troquel 65 y la placa inferior de montaje del troquel 66 se han elevado respecto a la placa superior de montaje del troquel 53 y la parte alta del troquel 64 ha subido a la posición más alta, como vemos en la Fig. 9, la cara baja de la placa inferior de montaje del pistón 66 está situado algo más arriba que la cara superior de la chabota movible 60. Por consiguiente, se puede entonces accionar los cilindros hidráulicos 63 para que se deslicen y vuelvan a mover la chabota movible dentro del aparato de hidromoldeado, debajo del troquel hidromoldeador, como se ve en la Fig. 10.

Entonces, el émbolo 71a del cilindro elevador 71, el pistón 28a del primer cilindro hidráulico y el pistón 29 a del segundo cilindro hidráulico 29, se retraen de manera que el troquel hidromoldeador descienda sobre la cara superior de la chabota movible 60. Debido a que la distancia entre la cara de abajo de la placa inferior de montaje del troquel 66 y la cara superior de la chabota movible 60 es relativamente pequeña, el descenso del troque hidromoldeador es también relativamente corto. El resultado es que el troquel hidromoldeador está bien sostenido por la chabota movible 60.

A continuación, las canalizaciones 54 hechas a través del conjunto de cilindros 51, se ponen en comunicación con la fuente de fluido a presión. El fluido a presión empuja hacia fuera de los cilindros respectivos 52 los émbolos 53 que contiene el conjunto de cilindros 51, ejerciendo una fuerza relativamente grande hacia abajo contra la placa de retención 55 y la placa superior de montaje del troquel 63, como vemos en la Fig. 11. De este modo, las partes del troquel hidromoldeador se sujetan firmemente entre sí, permitiendo que se realice la operación de hidromoldeado.

Como se ha dicho antes, los extremos de la pieza que sobresalen por los lados del troquel hidromoldeador están sujetos por cilindros convencionales de retrocarga (omitidos). Dichos cilindros de retrocarga oprimen los extremos de la pieza y son el mecanismo que alimenta fluido a presión al interior de la pieza 80. Dicho fluido a presión, de una manera que es bien conocida por los entendidos en el arte, hace que la pieza se deforme o se expanda conforme con la cavidad definida por las partes alta y baja del troquel 64 y 65 respectivamente. Debido a la fuerza descendente relativa-mente grande que ejercen los émbolos 53 contra la placa de retención 66 y la placa de montaje del troquel 63, y además porque la placa inferior de montaje del troquel está bien sostenida sobre la chabota movible y la plancha inferior 30 del aparato de hidromoldeo 10, se impide que la parte alta del troquel 64 se mueva respecto a la parte baja del troquel 65 mientras se somete a presión a la pieza 80.

Se observará que durante la operación de hidromoldeo, se generan fuerzas de reacción relativamente grandes contra los extremos frontales de las planchas superior e inferior 20 y 30 del aparato de hidromoldeado. En la figura 11 se puede ver que dichas fuerzas de reacción tienden a inclinar la plancha superior 20 hacia la derecha sobre los tirantes 43 respecto a la plancha inferior. Dichas fuerzas de reacción son absorbidas en gran medida por la placa de respaldo 45 que corre entre los extremos posteriores de las planchas superior e inferior 20 y 30. En la Fig. 11 podemos ver que las fuerzas de reacción se generan en la distancia lateral que separa el centro de los tirantes 43 y el centro del troquel hidromoldeador enfrente, y retroceden a la placa de respaldo 45 (donde se absorben esas fuerzas). La ventaja mecánica conseguida por la diferencia de distancia permite que el tamaño de la placa de respaldo 45 sea relativamente pequeño. Así se reduce la dimensión general, el peso y el precio del aparato de hidromoldeo 10.

Además, como ya se ha dicho, los tubos de compresión 40 están pretensados por la fuerza de compresión de los tirantes 43 y las tuercas 44. Debido al contacto de la plancha superior 20 con la placa de respaldo 45, las fuerzas de reacción generadas en la operación de hidromoldeo tienden a generar fuerzas de tensión en los tubos de compresión 40. Preferiblemente, la fuerza de compresión generada en los tubos de compresión pretensados 40 se precalcula que sea aproximadamente igual o algo mayor que el valor máximo de dicha fuerza de compresión generada por la operación de hidromoldeo. El resultado es que dicha fuerza de tensión tiende a contrarrestar la fuerza de compresión en los tubos de compresión pretensados 40, al contrario que generar una fuerza de tensión neta en los tubos de compresión 40.

Al concluir el hidromoldeo de la pieza 80, se corta la comunicación de las canalizaciones 40 que atraviesan el conjunto de cilindros 51 con la fuente de fluido a presión, liberando así las fuerzas de sujeción relativamente grandes ejercidas sobre el troquel hidromoldeador. Aproximadamente al mismo tiempo se accionan los cilindros hidráulicos 62 que deslizan de nuevo la chabota movible 60 retrayéndola hacia fuera del aparato de hidromoldeado 10, como vemos en la Fig. 12. A continuación, se retraen los émbolos 71a de los cilindros elevadores 71 para que descienda la placa de montaje inferior del troquel 65 y la parte baja del troquel 65 respecto a la parte alta del troquel 64 y la placa superior de montaje del troquel 63. Al mismo tiempo se pueden accionar el primer y el segundo cilindros hidráulicos 28 y 29 para que salgan los émbolos respectivos 28a y 29a y vuelvan a elevar la placa superior de montaje del troquel 63, la parta alta del troquel 64 y la placa de retención 55, haciendo que los émbolos 53 se retraigan de nuevo dentro de los cilindros respectivos 52. Entonces se puede extraer la pieza hidromoldeada completando el ciclo de la operación de hidromoldeo.

Como se ha descrito antes, la instalación del troquel hidromoldeador y el ciclo de la operación de hidromoldeo implican una serie de operaciones en secuencia de los varios componentes del aparato de hidromoldeado 10. Para efectuar esta secuencia de operaciones con rapidez y seguridad, es preferible dotar al aparato de hidromoldeo de varios sensores omitidos. Dichos sensores son de tipo convencional y están preparados para emitir señales que son representativas de las diversas condiciones de funcionamiento del aparato de hidromoldeo 10. Los sensores que detectan las condiciones de funcionamiento pueden ser sensores de situación, para saber que los componentes móviles del aparato de hidromoldeo 10 han llegado a la posición deseada antes de proceder al siguiente paso del ciclo de la operación de hidromoldeo; sensores de presión que indica que se ha alcanzado la presión debida dentro del conjunto de cilindros 51, y otros. Las señales de dichos sensores pasan a uno o más mandos electrónicos (omitidos) para accionar los diversos componentes del aparato de hidromoldeado 10. Los mandos electrónicos son de tipo convencional y se pueden programar para vigilar las señales que emiten los diversos sensores y, en respuesta a las mismas, hacer que suceda la secuencia de operaciones que han de realizarse como se ha dicho. La estructura y funcionamiento de los sensores y de los mandos electrónicos son conocidos por las personas que tengan una capacidad ordinaria en la materia.

Con arreglo a lo dispuesto en la legislación de patentes, se ha explicado e ilustrado el principio y modo de funcionamiento la versión preferida de esta invención. Sin embargo, ha de entenderse que esta invención se puede ejecutar de una manera distinta a la expuesta e ilustrada concretamente sin apartarse del alcance de la misma como se define en las reivindicaciones anexas.

Claims (10)

1. Un aparato (10) para realizar una operación de hidromoldeado que comprende:

una plancha inferior (30);

una parte baja del troquel (65) portada por dicha plancha inferior (30);

una plancha superior (20) sostenida con respecto a dicha plancha inferior (30);

un cilindro elevador (71) para elevar a elección dicha parte baja del troquel (65) y ponerlo en contacto con una parte alta del troquel (64);

una chabota (60) que se mueve entre una primera posición, en la que dicha chabota (60) queda dispuesta entre dicha parte baja del troquel (65) y dicha plancha inferior (30), y una segunda posición en la que dicha chabota (60) no está dispuesta entre dicha parte baja del troquel (65) y dicha planta inferior, caracterizada porque

la parte alta del troquel (64) tiene un brazo de suspensión (67) que sale para hacer contacto con dicha plancha superior (20).

2. El aparato (10) definido en la reivindicación 1, caracterizado porque dicha plancha superior (20) es sostenida sobre dicha plancha inferior (30) por un elemento (40, 41) que pasa entre dicha plancha superior (20) y dicha plancha inferior (30).

3. El aparato (10) definido en la reivindicación 2, caracterizado porque dicho elemento (40, 41) e un tubo que tiene un tirante (43) que pasa a su través, haciendo dicho tirante (43) que dicho tubo (41) se mantenga normalmente en compresión).

4. El aparato (10) definido en la reivindicación 1, caracterizado porque dicha parte alta del troquel (64) está sostenida para su movimiento relativo sobre un grupo de sujeción superior del troquel (50) conectado con dicha plancha superior (20).

5. El aparato (10) definido en la reivindicación 4, caracterizado porque dicho conjunto de sujeción del troquel (50) tiene también una canalización (54) para recibir un fluido a presión y para ejercer fuerza en dicha parte alta del troquel (54) durante la operación de hidromoldeado.

6. El aparato (10) definido en la reivindicación 4, caracterizado porque dicho conjunto de sujeción del troquel (50) contiene también un conjunto de cilindros (51) que reciben fluido a presión y ejercen fuerza sobre dicha parte alta del troquel (54) durante la operación de hidromoldeado.

7. El aparato (10) definido en la reivindicación 1, caracterizado porque los cilindros elevadores respectivos (71) están situados en los extremos laterales de dicha plancha inferior (30) para elevar a elección dicha parte baja del troquel (65) y ponerla en contacto con dicha parte alta del troquel.

8. El aparato (10) definido en la reivindicación 1, caracterizado porque tiene un primer cilindro hidráulico (28) apoyado en dicha plancha superior (20), conectándose dicho primer cilindro hidráulico (28) con dicho brazo de suspensión (67) para llevar a dicha parte alta del troquel (64) sobre dicha plancha superior (20).

9. El aparato (10) definido en la reivindicación 8, caracterizado porque tiene un segundo cilindro hidráulico (29) apoyado en dicha plancha superior (20), conectándose dicho segundo cilindro hidráulico (29) con dicha parte alta del troquel (64) para llevar a dicha parte alta del troquel (64) sobre dicha plancha superior (20).

10. El aparato (10) definido en la reivindicación 1, caracterizado porque dicho brazo de suspensión (57) tiene forma general en C.