ES2313693T3 - Matriz para ensamblar de manera mecanica. - Google Patents

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ES2313693T3 ES07009197T ES07009197T ES2313693T3 ES 2313693 T3 ES2313693 T3 ES 2313693T3 ES 07009197 T ES07009197 T ES 07009197T ES 07009197 T ES07009197 T ES 07009197T ES 2313693 T3 ES2313693 T3 ES 2313693T3
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    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • B21D39/03Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of sheet metal otherwise than by folding
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Abstract

Matriz para un conjunto de herramientas compuesto por un punzón y una matriz para ensamblar de manera mecánica chapas situadas una encima de otra con contacto por toda la superficie mediante conformación, con un yunque (7) y segmentos (2, 2a) de matriz que junto con el yunque (7) configuran un espacio hueco en el que se ensambla, y que están alojados de manera desplazable contra una fuerza elástica con un ángulo de forma transversal, preferiblemente ortogonal al eje H del espacio hueco, y con un manguito (3) envolvente que rodea los segmentos (2, 2a) de matriz, caracterizada por las siguientes características: a) el manguito (3) envolvente tiene una sección transversal esencialmente rectangular, está abierto hacia arriba y puede fijarse a un cuerpo (1) base, b) los segmentos (2, 2a) de matriz pueden alojarse y guiarse en ranuras (8, 8''; 8a, 8a'') de guiado opuestas paralelamente entre sí en el manguito (3) envolvente, c) medios (5, 5a; 9, 9a) de guiado que sobresalen lateralmente en los segmentos (2, 2a) de matriz para engancharse con arrastre de forma en las ranuras (8, 8''; 8a, 8a'') de guiado.

Description

Matriz para ensamblar de manera mecánica.
La invención se refiere a una matriz para un conjunto de herramientas compuesto por un punzón y una matriz para ensamblar de manera mecánica chapas situadas una encima de otra con contacto por toda la superficie mediante conformación, con un yunque y segmentos de matriz que junto con el yunque configuran un espacio hueco en el que se ensambla y que están alojados de manera desplazable contra una fuerza elástica con un ángulo de forma transversal, preferiblemente ortogonal al eje del espacio hueco, y con un manguito envolvente que rodea los segmentos de matriz. El movimiento de apertura se realiza preferiblemente de manera ortogonal al eje H del espacio hueco, sin embargo también puede realizarse dirigido transversalmente hacia arriba o hacia debajo.
Una matriz de este tipo se conoce por ejemplo por el documento EP 1 468 758 A1. Para conectar dos chapas situadas una encima de otra mediante conformación éstas se colocan de manera solapada entre el punzón y la matriz. El punzón se desciende y se estampa sobre las chapas y presiona el material en la matriz o en el espacio hueco formado por los segmentos de matriz y el yunque. Entonces en la conformación los segmentos de matriz deben desplazarse para aumentar el espacio hueco para poder recibir el material introducido.
La matriz conocida está configurada de manera redonda. El yunque está introducido mediante presión en el manguito de matriz. Con el yunque están en contacto seis segmentos de matriz configurados en forma de segmento circular que en cada caso están guiados radialmente por fuera a través de una prolongación en ranuras circunferenciales radiales en el manguito de matriz. Para poder aplicar una pretensión elástica sobre los segmentos de matriz en dirección radial, éstos están unidos a través de una única arandela elástica (arandela en forma de O). Tras el ensamblaje los segmentos de matriz se hacen retroceder mediante la fuerza de la arandela elástica de vuelta a su posición
original.
Los segmentos de matriz se deslizan durante el movimiento de desviación con todo su lado inferior sobre la superficie de apoyo en forma de anillo del yunque. Para poder aplicar una fuerza recuperadora suficiente la arandela elástica debe estar dimensionada por tanto con el tamaño correspondiente, lo que contribuye a determinar la circunferencia exterior de la matriz. Las piezas de chapa conformadas de manera complicada que deben unirse entre sí en parte no ponen a disposición suficiente espacio libre en los puntos de ensamblaje para poder utilizar una matriz redonda. Además la matriz conocida no puede utilizarse cuando debe limitarse el trayecto de apertura de los segmentos de matriz.
Por el documento EP 0 835 701 A2 se conoce una matriz de remachado por embutido que presenta un contorno exterior rectangular. El yunque de esta matriz está configurado en un cuerpo base. Están previstos dos segmentos de matriz dispuestos de manera opuesta. Sobre el cuerpo base está colocado un manguito de matriz que está esencialmente cerrado por su circunferencia y hacia arriba sólo presenta una escotadura redonda que atraviesa la parte sobresaliente de los segmentos de matriz. El manguito de matriz cerrado guía los segmentos de matriz y los fija para que no se salgan. La fuerza recuperadora para los segmentos elásticos se aplica mediante bridas elásticas configuradas formando una sola pieza con el manguito de matriz que se configuran mediante rebordeados dobles. Para que las bridas elásticas puedan cumplir su función todo el manguito de matriz debe configurarse de acero para muelles con un grosor de acero para muelles limitado hacia arriba debido al efecto muelle. Esto tiene la desventaja de que el manguito de matriz no puede absorber fuerzas de apoyo elevadas que son necesarias cuando los componentes que han de ensamblarse entran en contacto con el manguito de matriz. Para evitar que en un caso tal se dañe la matriz y haya fragmentos alrededor debe colocarse una protección de matriz estable alrededor de la matriz que aumente la anchura de trabajo, dado el caso también el grosor de trabajo de la matriz, de modo que ésta cuando sólo esté disponible un espacio libre de componentes limitado tampoco puede utilizarse como en el caso de una matriz redonda. Además esta matriz tiene la desventaja de que mediante el manguito de matriz esencialmente cerrado en el lado circunferencial se dificulta la limpieza y en parte sólo es posible una limpieza mediante un desmontaje de la matriz que consume mucho
tiempo.
Por el documento WO 03/084694 A1 se conoce una herramienta para fabricar una unión de remachado por embutido en la que las secciones de pared de la abertura de trabajo de la matriz están diseñadas de manera flexible y para conseguir un endurecimiento por conformación en frío del material comprimido se paran a través de un tope tras recorrer un determinado trayecto.
El documento EP 0 799 843 B1 da a conocer una herramienta para crear puntos de ensamblaje entre piezas en forma de placa que presenta una parte de herramienta superior con un punzón y un elemento que presiona lateralmente y una parte de herramienta inferior que está dotada de una matriz. El punzón y la matriz actúan conjuntamente de modo que el material en las placas se embute configurando un espacio hueco en las placas y expandiendo lateralmente la parte inferior del espacio hueco para ensamblar las piezas entre sí. Para obtener una herramienta compacta con dimensiones reducidas está previsto que la matriz presente al menos dos partes de matriz que están dispuestas alrededor del punzón complementario.
Partiendo de este planteamiento la matriz descrita al inicio debe mejorarse de modo que con la misma estabilidad pueda configurarse más pequeña para poder utilizarse también en puntos de componentes constructivos complicados de alcanzar.
Para la solución del problema una matriz del tipo genérico se caracteriza porque
a)
el manguito envolvente tiene una sección transversal esencialmente rectangular, está abierto hacia arriba y puede fijarse al cuerpo base,
b)
los segmentos de matriz pueden alojarse y guiarse en ranuras de guiado opuestas paralelamente entre sí en el manguito envolvente,
c)
medios de guiado que sobresalen lateralmente en los segmentos de matriz para engancharse con arrastre de forma en las ranuras de guiado.
Mediante la configuración rectangular del manguito envolvente la matriz puede configurarse muy estrecha en una orientación (dirección). Puesto que los elementos de matriz están alojados y guiados en ranuras de guiado opuestas paralelamente entre sí en el manguito envolvente, las superficies de contacto en los puntos de soporte son pequeñas, de modo que sólo se producen fuerzas de fricción reducidas y de este modo son necesarias fuerzas recuperadoras correspondientemente reducidas. Al mismo tiempo las ranuras de guiado también fijan los elementos de matriz para que no se salgan. El manguito envolvente puede estar configurado por tanto abierto hacia arriba, de modo que la suciedad atrapada pueda eliminarse de manera sencilla.
Puesto que el muelle asociado a cada segmento de matriz sólo tiene que cumplir la función de muelle mediante una selección adecuada de material y grosor de material puede preestablecerse la fuerza elástica necesaria.
Si sólo se utilizan dos segmentos de matriz opuestos entre sí el contorno exterior puede mantenerse estrecho.
Los muelles están configurados especialmente de manera preferible como muelles de ballesta, por lo que el espacio constructivo puede mantenerse pequeño en la dirección longitudinal de la matriz. Los muelles se fijan preferiblemente a través de pasadores que pueden introducirse mediante presión en el cuerpo base. Mediante estos pasadores el manguito envolvente también puede fijarse al cuerpo base.
El guiado de los segmentos de matriz en las ranuras de guiado puede realizarse en cada caso a través de un pasador que puede introducirse mediante presión o a través de salientes de guiado que sobresalen lateralmente de los segmentos de matriz.
Para poder introducir mediante presión los pasadores de guiado los segmentos de matriz están dotados en sus extremos exteriores laterales de un orificio de paso.
Cuando el material para el manguito envolvente es de una alta resistencia el manguito envolvente puede servir también como tope para el movimiento de apertura para los segmentos de matriz y/o como apoyo adicional para los componentes constructivos que se apoyan.
Con ayuda de un dibujo se explican a continuación ejemplos de realización de la invención.
Muestra:
la figura 1, una representación en despiece ordenado en perspectiva de la matriz;
la figura 2, una representación en perspectiva de los segmentos de matriz en un ejemplo de realización adicional.
La matriz está compuesta esencialmente por el cuerpo 1 base con el yunque 7 configurado en el mismo, el manguito 3 envolvente y los dos segmentos 2, 2a de matriz. Los segmentos 2, 2a de matriz forman junto con el yunque 7 un espacio hueco con el eje H del espacio hueco con respecto al que están alojados de manera transversalmente desplazable en el manguito 3 envolvente. El trayecto de desplazamiento puede ser ortogonal al eje H del espacio hueco o formar un ángulo dirigido hacia arriba o hacia abajo.
En el cuerpo 4 base están fijados lateralmente dos muelles 4, 4a de ballesta que ejercen una fuerza de pretensión sobre los segmentos 2, 2a de matriz y aplican la fuerza recuperadora para llevar los segmentos 2, 2a de matriz de vuelta a su posición inicial tras el ensamblaje. Los segmentos 2, 2a de matriz están dotados en sus extremos exteriores laterales en cada caso de un orificio 10, 10a de paso en el que pueden insertarse pasadores 5, 5a que entonces se alojan con arrastre de forma en las ranuras 8, 8'; 8a, 8a' de guiado previstas en el manguito 3 envolvente, por lo que se guían los segmentos de matriz que realizan el movimiento de apertura. Los pasadores 5, 5a junto con las ranuras 8, 8'; 8a, 8a' de guiado fijan los segmentos 2, 2a de matriz para que no se salgan.
El manguito 3 envolvente sólo está cerrado lateralmente. Por arriba y por abajo está abierto.
Los muelles 4, 4a de ballesta que están en contacto con el lado posterior de los segmentos 2, 2a de matriz se fijan al cuerpo 1 base a través de pasadores 6, 6a que pueden introducirse por impacto en el cuerpo 1 base. A través de los pasadores 6, 6a se fija simultáneamente también el manguito 3 envolvente al cuerpo 1 base. En caso de que la selección del material para el manguito 3 envolvente sea de calidad correspondientemente alta, la pared interior del manguito 3 envolvente puede servir como tope que limita el trayecto de apertura para los segmentos 2, 2a de matriz y/o como apoyo adicional para componentes constructivos que se apoyan.
Tal como muestra la figura 2, para el guiado de los segmentos 2, 2a de matriz en las ranuras 8, 8'; 8a, 8a' de guiado del manguito 3 envolvente pueden estar configurados también salientes 9, 9a que sobresalen lateralmente de los segmentos 2, 2a de matriz, que están configurados formando una sola pieza con los segmentos 2, 2a de matriz. También es concebible prever en vez de salientes 9, 9a configurados formando una sola pieza cuatro pasadores que se insertan o introducen mediante presión en orificios correspondientes previstos lateralmente en los segmentos 2, 2a de matriz.
Lista de números de referencia
1
Cuerpo base
2
Segmento de matriz
2a
Segmento de matriz
3
Manguito envolvente
4
Muelle/muelle de ballesta
4a
Muelle/muelle de ballesta
5
Pasador
5a
Pasador
6
Pasador
6a
Pasador
7
Yunque
8
Ranura de guiado
8a
Ranura de guiado
8'
Ranura de guiado
8a'
Ranura de guiado
9
Saliente
9a
Saliente
10
Orificio de paso
10a
Orificio de paso
H
Eje del espacio hueco

Claims (10)

1. Matriz para un conjunto de herramientas compuesto por un punzón y una matriz para ensamblar de manera mecánica chapas situadas una encima de otra con contacto por toda la superficie mediante conformación, con un yunque (7) y segmentos (2, 2a) de matriz que junto con el yunque (7) configuran un espacio hueco en el que se ensambla, y que están alojados de manera desplazable contra una fuerza elástica con un ángulo de forma transversal, preferiblemente ortogonal al eje H del espacio hueco, y con un manguito (3) envolvente que rodea los segmentos (2, 2a) de matriz, caracterizada por las siguientes características:
a)
el manguito (3) envolvente tiene una sección transversal esencialmente rectangular, está abierto hacia arriba y puede fijarse a un cuerpo (1) base,
b)
los segmentos (2, 2a) de matriz pueden alojarse y guiarse en ranuras (8, 8'; 8a, 8a') de guiado opuestas paralelamente entre sí en el manguito (3) envolvente,
c)
medios (5, 5a; 9, 9a) de guiado que sobresalen lateralmente en los segmentos (2, 2a) de matriz para engancharse con arrastre de forma en las ranuras (8, 8'; 8a, 8a') de guiado.
2. Matriz según la reivindicación 1, caracterizada porque a cada segmento (2, 2a) de matriz está asociado un muelle (4, 4a) separado alojado en el cuerpo (1) base.
3. Matriz según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque están previstos dos segmentos (2, 2a) de matriz dispuestos de manera opuesta.
4. Matriz según la reivindicación 2, caracterizada porque los muelles (4, 4a) son muelles de ballesta.
5. Matriz según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque los muelles (4, 4a) pueden fijarse mediante pasadores (6, 6a) al cuerpo (1) base.
6. Matriz según la reivindicación 5, caracterizada porque mediante los pasadores (6, 6a) también puede fijarse el manguito (3) envolvente al cuerpo (1) base.
7. Matriz según la reivindicación 1, caracterizada porque los medios de guiado son pasadores (5, 5a) que pueden insertarse en los segmentos (2, 2a) de matriz.
8. Matriz según la reivindicación 1, caracterizada porque los medios de guiado son salientes (9, 9a) de guiado laterales configurados formando una sola pieza con los segmentos (2, 2a) de matriz.
9. Matriz según la reivindicación 1, caracterizada porque el yunque (7) está configurado en el cuerpo (1) base.
10. Matriz según la reivindicación 1, caracterizada porque el manguito (3) envolvente sirve como tope que limita el trayecto para los segmentos (2, 2a) de matriz.
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