ES2299891T3 - Procedimiento para la fabricacion de una brida en un disco de chapa. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la fabricación de una brida en un disco de chapa, mediante al menos uno o varios rodillos de presión, con las siguiente operaciones: a) Mediante el al menos un rodillo (3) de presión que se mueve radialmente hacia dentro, se conforma en el disco (1) de chapa un producto (4) conformado cónico que se reduce hacia la vertical (S) central del disco (1) de chapa, b) reduciéndose el espesor axial del disco de chapa al menos por sectores, en su extensión radial, c) a partir del producto (4) cónico, mediante un acabado por compresión axial mediante otro rodillo (5, 6) de presión, o por presión se configura en el disco (1) de chapa una brida (7), cuya extensión axial o altura es menor que su extensión radial.

Description

Procedimiento para la fabricación de una brida en un disco de chapa.

La invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de una brida en un disco de chapa, mediante al menos uno o varios rodillos de presión que giran con relación al disco de chapa.

Por el documento DE 44 00 257 C1, así como por los miembros paralelos de las familias de patentes (entre otros EP, US, JP) se conoce configurar un buje sin arranque de virutas, a partir de un disco de metal, reduciéndose en su espesor mediante el rodillo de presión, una pletina o disco de chapa soportado por una herramienta de un husillo principal, y que gira con relación a uno o varios rodillos de presión aproximados primero casi axialmente, y radialmente después de meterse en el disco, y deformándose para formar un saliente cilíndrico que sobresale de la pletina, y que atraviesa el disco de metal. Este procedimiento es eficaz y barato y se ha acreditado muy bien en la práctica. Es apropiado en especial para la fabricación de bujes que sobresalen axiales relativamente altos, de la superficie del disco metálico, vuelta hacia el buje. Se sujeta el disco metálico en su perímetro exterior, mediante un plato de sujeción.

Por el documento DE 100 33 239 A1 se conoce, en el caso de una pieza de engranaje, conformar cónicamente mediante un rodillo de presión.

Por el documento DE 44 44 526 C1 se conoce que el disco metálico no se sujete mediante platos de sujeción, sino mediante un plato de contrasoporte que está configurado de forma anular, y presenta un diámetro interior algo mayor que el disco metálico en su estado inicial. Al meterse la primera vez el rodillo de presión en la superficie axial del disco metálico, se comprime este en su perímetro exterior contra el perímetro interior del plato de contrasoporte, y allí se sujeta con seguridad. Después se mueve el rodillo de presión axialmente hacia dentro, de manera que una vez más según el modo del documento DE 4400257C1, se configure un buje alrededor de un mandril central o similar.

Partiendo de este estado actual de la técnica es misión de la invención, crear un procedimiento con el que, sin arranque de virutas, se puedan fabricar también en discos metálicos, bujes "más planos", llamados bridas a continuación. En especial, en los discos metálicos deben de conformarse bridas cuya anchura anular radial sea mayor que su altura axial, en especial debe de poder ser también algo más gruesa que el material de partida.

Esta misión se resuelve mediante el objeto de la reivindicación 1.

Con ello es posible que la extensión axial de la brida, sea menor que su extensión radial. Pero de preferencia la brida debe de ser axialmente más gruesa que la pieza de partida. Con especial preferencia, la extensión radial de la brida es más de dos veces, en especial más de tres veces, tan grande como su extensión axial, lo cual es ventajoso, en especial para la realización de coronas de arranque con bridas relativamente planas a partir de discos delgados como pieza de partida.

Los discos con collar de la brida, fáciles de fabricar de tal manera con tan sólo pocas operaciones de trabajo, son especialmente apropiados para la fabricación de piezas de motor y de engranaje de todas clases, que deben de presentar un collar plano de la brida en la zona central, en especial redondo alrededor de un agujero central que atraviesa el disco.

La configuración del producto cónico, puede llevarse a cabo en especial en la forma más sencilla, haciendo que el ángulo (\alpha) de inclinación del rodillo de presión, con relación a la superficie axial del disco metálico, sea mayor de 90º. Se obtienen resultados especialmente buenos cuando el ángulo (\alpha) de inclinación del rodillo de presión con relación a la superficie axial del disco metálico, es mayor de 110º y menor de 170º, en especial, mayor de 115º y menor de 150º.

Acondicionamientos ventajosos de la invención, están indicados en las reivindicaciones secundarias.

De preferencia, el disco metálico es sujetado en su perímetro exterior por un plato de contrasoporte. Complementariamente, en discos muy delgados (para coronas de arranque, etc.) se ofrece cuando el disco metálico, en su cara vuelta hacia el rodillo de presión, es oprimido por un anillo, al menos por sectores, en la zona exterior. De este modo se pueden fabricar especialmente bien, coronas "delgadas" de arranque para motores, fabricándose a partir de un disco delgado de sólo pocos mm (menos de 5 mm) de espesor, una corona con una brida interior. El disco se reduce aquí a, por ejemplo, sólo 3 mm de espesor en una zona radial central. El saliente interior generado se transforma luego en brida (en especial en una prensa), y se conforma el borde exterior de una manera conocida en sí misma, según el tipo de una corona de arranque.

De preferencia la brida se conforma en la cara del disco metálico más alejada del rodillo de presión.

Pero sorprendentemente también es posible que la brida se conforme en la cara del disco metálico, vuelta hacia el rodillo de presión, cuando la herramienta presente un rebajo correspondiente en la zona prevista para la brida. Asimismo cabe imaginar que la brida se extienda en las dos caras axiales del disco metálico.

Otro acondicionamiento ventajoso está caracterizado porque la brida se comprime en una herramienta con un contorno, en especial con un dentado, de manera que la brida se provee en su cara vuelta hacia la herramienta, con un contorno correspondiente, en especial con un dentado.

La invención consigue también una pieza de engranaje con una brida, en especial redonda alrededor de un taladro central, fabricándose la brida de la pieza de engranaje por un procedimiento según alguna de las reivindicaciones 1 a 21, y estando unida de una sola pieza con el resto de la pieza de engranaje. Esta pieza de engranaje está configurada de preferencia como corona de arranque, que se fabrica a partir de un disco con menos de 7, en especial menos de 5, de preferencia de menos de 4 mm, siendo la corona de arranque por sectores, más delgada que la anchura de partida del disco, y presentando la corona de arranque una brida conformada de una sola pieza en el procedimiento por presión, hacia un agujero interior de paso que es más de dos veces, en especial más de cuatro veces, tan ancho (extensión radial) como alto (extensión axial).

En la corona de arranque según el estado actual de la técnica, se fabricaba la brida a partir de un anillo separado que se aplicaba sobre un disco. Sorprendentemente esto puede suprimirse con la invención. Preferentemente, en el perímetro exterior de la corona de arranque se agrega o se conforma de una sola pieza, un anillo de la corona dentada. El aspecto de la corona dentada se parece en principio al de la figura 4. Evidentemente, las proporciones son distintas, puesto que la brida es muy poco superior al disco de partida (figura 5).

A continuación, con referencia al dibujo, se describe en detalle la invención, de la mano de ejemplos de realización. Se muestran:

Figura 1 Un disco metálico como pieza de partida antes de su elaboración.

Figura 2 El disco metálico durante una primera operación de trabajo.

Figura 3 El disco metálico de las figuras 1 y 2 durante otra operación de trabajo, estando representadas esquemáticamente dos posibilidades distintas para la realización de esta operación, y

Figura 4 El disco metálico con un sector de la brida fabricado sin arranque de virutas.

Figura 5 Una pieza bruta elaborada por el procedimiento según la invención, para la fabricación de una corona de arranque.

La figura 1 muestra un disco 1 metálico, redondo circular, de forma discoidal, que está atravesado por un taladro 2 central, y que está insertado en una herramienta, según el tipo de la figura 5, que durante la elaboración gira alrededor del eje S.

A continuación, se designa el espesor axial del disco 1 metálico en su estado inicial, con "d", el radio del agujero 2 central pasante, antes de la elaboración, con r_{1}, y después de la elaboración con r_{2}, la extensión axial de la brida 7 -figura 4- con "a" y la extensión radial con "b".

El disco 1 metálico, como pieza de partida, se inserta en una herramienta, y se sujeta en su perímetro exterior, de preferencia mediante un plato de contrasoporte según el tipo del documento DE 44 44 536 C1. Su taladro 2 central puede estar atravesado por un mandril central, de preferencia conformado cónico.

La elaboración propiamente dicha sigue primero, el procedimiento descrito en los documentos DE 44 00 257 C1 ó DE 44 44 536 C1, es decir, de preferencia primeramente se mete al menos un rodillo 3 rotatorio de presión, que puede girar con relación al disco de chapa, axialmente desde afuera en la cara axial más alejada de la herramienta (aquí no representada), del disco 1 metálico que gira con la herramienta, de manera que al emplear un plato de contrasoporte de forma anular, se coloca primeramente con arrastre de forma en el perímetro interior de este plato de contrasoporte.

Mediante movimiento simultáneo o sucesivo radial hacia dentro -hacia el taladro 2- del rodillo 3 de presión que gira con relación al disco de chapa, se configura un producto 4 que se reduce cónicamente, parecida o similar a un buje, en el perímetro interior del disco 1 metálico. Este producto 4 en el perímetro interior del disco metálico, sobresale en forma cónica, radialmente hacia fuera, puesto que el ángulo \alpha de inclinación en el flanco 9 de avance del rodillo 3 de presión, con relación a la superficie superior del disco metálico, es negativo o mayor de 90º. De preferencia el ángulo de inclinación está situado entre 110º y 170º, en especial, entre 115º y 140º.

El producto 4 cónico se somete después a un acabado para la conformación de la brida 7, para conseguir una forma en la que la altura axial de la brida sea menor que su extensión "b" radial.

Este acabado puede llevarse a cabo mediante otro rodillo de presión, que está configurado según el tipo de un rodillo 5 giratorio de presión o de ajuste, que se guía radialmente de fuera hacia dentro, o mediante otro rodillo 6 de presión que se guía una vez más axialmente de fuera hacia dentro, y precisamente, en especial, de tal manera que a partir del producto cónico, en la siguiente operación de trabajo, se conforme directamente la forma de una brida (en especial alrededor de un mandril central). El ángulo de inclinación del otro rodillo 6 de presión, está situado de preferencia, en unos 90º.

También cabe imaginar durante la conformación del producto cónico, que un rodillo sujetador giratorio ajustable axial y/o radialmente (véase el 15 en la figura 5) recorra al mismo tiempo según el tipo del rodillo 5 giratorio, por ejemplo, la cara del disco metálico, opuesta radialmente al rodillo 3 de presión, cuyo rodillo 5 aprisiona el disco metálico al menos por sectores, para que este no sea levantado por la herramienta en la zona en la que se mueve el rodillo 3 de presión, o sea abovedado por aquella.

Alternativamente cabe imaginar también un acabado por otros medios, así por ejemplo, mediante una prensa o similar, que conforme después alternativamente la brida, a partir del producto de forma de buje. No obstante, es preferente y sencillo, el acabado con otro rodillo conformador, en la misma sujeción.

Con esto es cierto que para la conformación de la brida 7 -al contrario que en la conformación genérica de un buje-, es necesaria otra operación de trabajo, a saber, el acabado del producto cónico. Pero sorprendentemente, de tal manera es posible, empleando un procedimiento de conformación por presión de trabajo en frío y sin arranque de virutas, configurar también de forma precisa, bridas muy planas en discos metálicos, cuyo diámetro interior es menor que el diámetro inicial del disco 1 metálico.

También cabe imaginar alternativamente meterse de forma directa en la pieza, radialmente desde el perímetro exterior (por ejemplo, cuando la extensión axial del plato de contrasoporte sea algo menor que el espesor del disco metálico).

Según la figura 1, en la que la introducción se lleva a cabo un poco delante del perímetro exterior del disco 1 metálico, desplazada hacia el interior, se produce la ventaja adicional de que en el perímetro exterior del disco 1 metálico, permanece una zona 8 que puede someterse a una elaboración ulterior, por ejemplo, para conformar un perfilado, según el tipo de una polea de transmisión, o un dentado de un corona de arranque o similar (no representado).

En la herramienta 11 puede estar configurado un contorno, por ejemplo, un dentado (en la primera o en otra segunda herramienta), de manera que al comprimir o similar, la brida se provea con un contorno correspondiente (en especial un dentado 10).

La figura 5 muestra una pieza 12 bruta elaborada por el procedimiento según la invención, para la fabricación de una corona de arranque, y que se fabricó a partir de un disco metálico plano. Se reconoce bien la herramienta 11 con el sector 13 exterior anular de contrasoporte, un anillo 14 superpuesto (o comprimido) para la sujeción del disco 1 metálico relativamente delgado en la zona exterior, y la posibilidad de comprimir adicionalmente más delgado o más grueso, el disco metálico, también entre el perímetro exterior y la brida interior, por secciones, y/o en la dirección del eje S, en forma cónica y/o escalonada, contra la matriz de la herramienta, configurada correspondientemente.

Esto puede suceder con el rodillo 3 de presión, o con otro rodillo de presión, o con rodillo sujetador (ilustrado como rodillo 15 sujetador). A partir del producto cónico, aquí se metió a presión la brida en la herramienta 12, en la cara opuesta al trabajo con el rodillo 3 de presión.

Si en esta zona en la herramienta hubiera estado configurado un dentado (por ejemplo, dentado radial), adicionalmente se configuraría en la brida un dentado según el tipo del dentado 10 (no se reconoce en la figura 5).

Símbolos de referencia

Disco metálico

1

Taladro

2

Rodillo de presión

3

Producto cónico

4

Rodillo de ajuste

5

Rodillo de presión

6

Brida

7

Zona

8

Flanco de avance

9

Dentado

10

Herramienta

11

Pieza bruta

12

Sector anular de contrasoporte

13

Anillo

14

Altura

a

Anchura

b

Radios

R_{1}, R_{2}

Espesor

d

Vertical central

S

Ángulo

\alpha.

Claims (21)

1. Procedimiento para la fabricación de una brida en un disco de chapa, mediante al menos uno o varios rodillos de presión, con las siguiente operaciones:

a)

Mediante el al menos un rodillo (3) de presión que se mueve radialmente hacia dentro, se conforma en el disco (1) de chapa un producto (4) conformado cónico que se reduce hacia la vertical (S) central del disco (1) de chapa,

b)

reduciéndose el espesor axial del disco de chapa al menos por sectores, en su extensión radial,

c)

a partir del producto (4) cónico, mediante un acabado por compresión axial mediante otro rodillo (5, 6) de presión, o por presión se configura en el disco (1) de chapa una brida (7), cuya extensión axial o altura es menor que su extensión radial.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la extensión radial de la brida (7) es más de dos veces, en especial más de tres veces, tan grande como su extensión axial.

3. Procedimiento según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la extensión axial de la brida (7) sólo es muy poco mayor que el espesor del disco de partida.

4. Procedimiento según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque en la operación "a", primeramente el rodillo de presión se mete en el disco de chapa, y después se mueve radialmente de fuera hacia dentro.

5. Procedimiento según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el ángulo (\alpha) de inclinación del rodillo (3) de presión, con relación a la superficie axial del disco (1) de chapa, es mayor de 90º.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque el ángulo (\alpha) de inclinación del rodillo (3) de presión con relación a la superficie axial del disco (1) de chapa, es mayor de 110º y menor de 170º.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque, el ángulo (\alpha) de inclinación del rodillo (3) de presión con relación a la superficie axial del disco de chapa, es mayor de 115º y menor de 150º.

8. Procedimiento según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque al conformar el producto cónico, un rodillo sujetador ajustable axial y/o radialmente recorre al mismo tiempo la cara opuesta al rodillo de presión, que aprisiona el disco de chapa al menos por sectores, de manera que este no se levante o se abovede por la herramienta (11) en la zona en la que se mueve el rodillo (3) de presión.

9. Procedimiento según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque durante el acabado, el otro rodillo (5) de presión se mete axialmente en el producto (4) cónico.

10. Procedimiento según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque durante el acabado, el otro rodillo (6) de presión se mete radialmente en el producto (4) cónico.

11. Procedimiento según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el diámetro interior del disco (1) de chapa con la brida (7), después de las operaciones "a" y "b", es menor que el diámetro interior del taladro (2) central del disco de chapa en la pieza de partida.

12. Procedimiento según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el disco (1) de chapa es atravesado en la operación "a" por un mandril que se reduce cónicamente.

13. Procedimiento según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el disco (1) de chapa se sujeta en su perímetro exterior, por un plato de contrasoporte.

14. Procedimiento según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el disco (1) de chapa, se sujeta complementariamente mediante un anillo, en su cara vuelta hacia el rodillo de presión.

15. Procedimiento según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el disco (1) de chapa, se sujeta complementariamente al menos por sectores, mediante un rodillo sujetador, en su cara vuelta hacia el rodillo de presión.

16. Procedimiento según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la brida se conforma en la cara del disco de chapa, más alejada del rodillo de presión.

17. Procedimiento según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la brida se conforma en la cara del disco de chapa, vuelta hacia el rodillo de presión.

18. Procedimiento según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la brida se extiende hacia las dos caras axiales del disco de chapa.

19. Procedimiento según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la brida se comprime en una herramienta con un contorno, en especial con un dentado, de manera que la brida se provee en su cara vuelta hacia la herramienta, con un contorno correspondiente, en especial con un dentado (10).

20. Procedimiento según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la herramienta (11) gira durante el trabajo.

21. Procedimiento según alguna de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los rodillos de presión y/o los rodillos de sujeción, están apoyados giratorios.