ES2633413T3 - Matriz para una herramienta de unión, en particular para remachado - Google Patents

Matriz para una herramienta de unión, en particular para remachado Download PDF

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Abstract

Matriz (100) para una herramienta de unión, en particular para remachado, con un yunque (4) que configura un fondo (41) de una parte (50) hembra de molde y un manguito (3) elástico que rodea al yunque (4), que presenta una pluralidad de ranuras (32) que discurren en un sentido (A) axial, a través de las cuales se permite una expansión radial del manguito (3) elástico, caracterizada por un casquillo (1) dispuesto entre el yunque (4) y el manguito (3) elástico, que está dotada en su extremo (17) libre de insertos (2), que rodean al yunque (4) y están compuestos por un material más duro que el casquillo (1).

Description

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MATRIZ PARA UNA HERRAMIENTA DE UNION. EN PARTICULAR PARA REMACHADO
DESCRIPCION
La invencion se refiere a una matriz para una herramienta de union, en particular para remachado, con al menos un yunque que configura un fondo de una parte hembra de molde y un manguito elastico que rodea al yunque, que presenta una pluralidad de ranuras axiales, a traves de las cuales se permite una expansion radial del manguito elastico.
Una matriz de este tipo se conoce por ejemplo por el documento DE 10 2010 020 666 A1.
La parte hembra de molde se forma en el caso de esta matriz mediante el cabezal del yunque y la parte sobresaliente axialmente por encima de la misma del manguito elastico. Debido al resorte elastico ranurado, la parte hembra de molde es elastica en la direccion radial, de modo que se ajusta una seccion de estampacion, que puede recibir las fuerzas maximas en la direccion radial. La elasticidad radial impide que se produzcan durante la operacion de union tensiones tangenciales que actuan temporalmente, que pueden conducir a una formacion de fisuras.
Para permitir la compresion bajo carga radial y poder formar al mismo tiempo una pared estable de la parte hembra de molde, el manguito elastico tiene que fabricarse a partir de un material de alta calidad y con ello costoso. El desgaste inevitable en la herramienta durante el estampado conduce a que tenga que sustituirse, tras un determinado tiempo de funcionamiento, al menos el manguito elastico.
El documento DE 103 32 124 A1 da a conocer un dispositivo compuesto por un empujador y una matriz para unir piezas constructivas con forma de placa, que pueden usarse para producir uniones de remachado o de remachado por estampacion. En el caso de la matriz configurada en este dispositivo, la parte hembra de molde se forma por el yunque y los elementos de soporte comprimidos bajo carga radial colocados encima del yunque. Los elementos de soporte se retienen mediante elementos elasticos, que rodean al yunque. Mediante el movimiento del empujador se estiran sobre molde positivo, se conforman por embuticion profunda y se comprimen las piezas constructivas que van a unirse entre sr A este respecto, el material fluye radialmente hacia fuera y mediante la division y la compresion bajo carga de los elementos de soporte, estos se desplazan radialmente hacia fuera en un plano. Tras sacar de molde el elemento de union, tiene lugar el recorrido de retorno del empujador a la posicion de salida y los elementos de soporte se retornan despues de la operacion de union mediante el elemento elastico a su posicion de salida en la cabeza del yunque.
En el caso de una matriz, en la que se colocan elementos de soporte encima de la cabeza del yunque, la profundidad de la parte hembra de molde no se configura durante la union, lo que conduce a que el material que fluye durante el remachado no se distribuya lentamente en la parte hembra de molde, sino que tiene que distribuirse por sf solo mediante el movimiento del empujador en la parte hembra de molde, mediante lo cual no puede generarse eventualmente ninguna union de alta calidad.
El documento DE 297 02 834 U1 da a conocer un dispositivo para el remachado por estampacion con una cabeza de remache, que esta dotada de un manguito elastico. El remache se asienta a traves de la cabeza de remache. El remache esta centrado en el manguito elastico y puede mantenerse de manera aflojada despues de la operacion de remachado.
En el documento DE 30 01 671 A1 se describe una matriz para una conformacion maciza en un procedimiento en fno o en tibio a partir de una union por contraccion con un nucleo de matriz, dividido longitudinalmente dado el caso, que presenta un espacio interior o uno o varios anillos de contraccion, en la que entre el nucleo de matriz y al menos un anillo de contraccion esta dispuesto un casquillo intermedio de un material con alta resistencia a la compresion, que presentan al menos dos ranuras que discurren esencialmente en la direccion axial, desplazadas entre sf.
Por el documento DE 102 21 247 A1 se conoce una herramienta para remachado, que esta compuesta por un troquel de dos partes y una matriz de dos partes. Una parte sirve como inserto para un mecanizado directo y la otra parte como parte de alojamiento para la retencion. Los insertos estan compuestos por un material mas duro que las partes de alojamiento.
La invencion se basa en el objetivo de mejorar la matriz conocida por el documento DE 10 2010 020 666 A1 en el sentido de que aumenta la vida util y se reducen los costes de funcionamiento.
Para alcanzar este objetivo, se caracteriza una matriz de tipo generico mediante un casquillo dispuesto entre el yunque y el manguito elastico, que esta dotada en su extremo libre con insertos, que rodean al yunque y estan compuestos por un material mas duro que el casquillo.
Mediante esta configuracion, la parte hembra de molde se forma por el yunque y el casquillo que rodea al yunque, estando configurada la pared de la parte hembra de molde mediante los insertos, que estan compuestos por el material mas duro, y el fondo de la parte hembra de molde forma la cabeza del yunque. Los insertos, que pueden
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fabricarse a partir de un material de alta calidad, estan sometidos al desgaste. Estos pueden sustituirse, sin que tengan que sustituirse el casquillo y/o el manguito elastico, de modo que puede usarse un material de alta calidad para la vida util de la matriz y los costes, que se originan por el desgaste a pesar de todo inevitable, son reducidos. Mediante esta configuracion se reducen ademas los costes de produccion de la matriz, lo que aumenta la competitividad de la herramienta, porque solo los puntos de alta solicitacion de la parte hembra de molde estan compuestos por un material duro. Preferiblemente, los insertos estan dispuestos en una hendidura anular formada por el yunque y el casquillo.
Para asegurar los insertos en la matriz frente a cafdas, cada inserto esta dotado preferiblemente del al menos un saliente que apunta radialmente hacia fuera, que se engancha en un rebaje configurado en la zona del extremo libre del manguito.
El saliente puede discurrir en la direccion perimetral a lo largo de la pared completa de un inserto, es decir puede estar configurado de manera pasante en la direccion perimetral.
Preferiblemente, el yunque puede desplazarse con respecto al casquillo en la direccion axial, pudiendo tener lugar el desplazamiento contra la fuerza de un resorte o mediante un accionamiento hidraulico del yunque.
Preferiblemente, el casquillo se apoya axialmente en un cuerpo de base de la matriz, para lo cual el cuerpo de base presenta en particular preferiblemente un tope que actua en la direccion axial, que presenta en particular ademas preferiblemente para la proteccion contra torsion del casquillo al menos un pivote que sobresale en la direccion axial, que se engancha en una entalladura correspondiente prevista en el casquillo.
El casquillo puede estar configurado tambien en una pieza con el cuerpo de base. Tambien es posible una configuracion en una pieza del yunque con el cuerpo de base.
A continuacion, se explicara en mas detalle la invencion con ayuda de un dibujo. Muestran: la figura 1 - una matriz en una representacion en perspectiva;
la figura 2 - la matriz segun la figura 1 en una representacion en perspectiva adicional;
la figura 3 - la vista lateral de la matriz segun la figura 1;
la figura 4 - la vista de la matriz segun la flecha de vision IV segun la figura 3;
la figura 5 - un corte a traves de la matriz sin manguito elastico;
la figura 6 - una representacion en corte adicional;
la figura 7 - la vista de la matriz segun la flecha de vision VII segun la figura 6;
la figura 8 - un corte a traves de la matriz segun la figura 1;
la figura 9 - un corte adicional a traves de la matriz;
la figura 10 - la vista de la matriz segun la flecha de vision X segun la figura 9;
la figura 11 - una representacion en corte ampliada a traves de la matriz;
la figura 12 - el detalle XII segun la figura 11;
la figura 13 - el corte a lo largo de la lmea XIN-XIN segun la figura 14;
la figura 13.1 - el detalle XIII.1 segun la figura 13 en una representacion ampliada;
la figura 14 - una vista en planta en la matriz;
la figura 15 - una representacion en perspectiva adicional de la matriz sin manguito elastico;
la figura 16 - un corte a traves de la matriz segun la figura 15;
la figura 17 - un corte adicional a traves de la matriz segun la figura 15;
la figura 18 - la matriz segun la figura 17 con un yunque desplazado en el sentido A axial.
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La estructura de la matriz 100 puede contemplarse bien en las figuras 8 a 13. Esta compuesta por el cuerpo 10 de base, que esta configurado preferiblemente en una pieza con el casquillo 1 conectado con el cuerpo 10 de base y el manguito 3 elastico que rodea al casquillo 1, que se soporta en un hombro 11 previsto en el cuerpo 10 de base. El hombro 11 esta configurado en un reborde 12 circular. El casquillo 1 es un cilindro hueco cerrado y en su extremo orientado en sentido opuesto al hombro 11 esta dotado de un borde 13 fresado abierto radialmente hacia dentro, que configura junto con el extremo 17 libre del yunque 4 una hendidura 1-4 anular circular, en la que estan insertados varios insertos 2, que estan configurados con forma de segmento circular en cada caso en la vista en planta. El numero de los insertos 2 es a voluntad, preferiblemente se usan tres, cuatro o cinco insertos 2. Los insertos 2 estan configurados, tal como muestran las figuras 13 y 15, con forma de L en la seccion transversal, apuntando la arista 21 radial radialmente hacia fuera y enganchandose en un rebaje 31 en el manguito 3 elastico, mediante lo cual se forma una proteccion contra la perdida. El casquillo 1 esta dotado de bordes 14 fresados previstos de manera correspondiente al numero de los insertos 2, en los que esta guiada la arista 21 radial que configura un saliente de los insertos 2.
El reborde 12 esta dotado de pivotes 15 que sobresalen en el sentido A axial, encima de los que esta colocado el manguito 3 elastico con perforaciones axiales (no mostradas), de modo que se produce una proteccion contra torsion entre el manguito 3 elastico y el cuerpo 10 de base o el casquillo 1. El manguito 3 elastico esta dotado de una pluralidad de ranuras 32 que discurren en el sentido A axial, que terminan en un orificio 33. Debido a las ranuras 32, la zona superior del manguito 3 elastico es elastica en la direccion radial. El angulo de division entre las ranuras 32 corresponde al segmento circular, que forman los insertos 2 (vease la figura 1). El reborde 12 esta dotado de un aplanamiento 16 tangencial, que esta previsto para la proteccion contra torsion de la matriz 100 en la herramienta de estampacion.
El yunque 4 esta dispuesto de manera desplazable en el sentido A axial en el cuerpo 10 de base, lo que se indica mediante la flecha P doble, y por consiguiente puede moverse en relacion con el casquillo 1. Para la implementacion del desplazamiento axial, el yunque 4 puede soportarse contra un resorte 5 de presion previsto en el cuerpo 10 de base, del mismo modo tambien puede estar accionado de manera hidraulica (no mostrado). La cabeza 41 del yunque 4 forma junto con los insertos 2 la parte 50 hembra de molde (vease la figura 18). Los insertos 2 estan compuestos por un material mas duro que el casquillo 1. Para el cuerpo 10 de base puede usarse un acero pulvimetalurgico o acero para herramientas. Para el manguito 3 elastico se emplea preferiblemente acero para resortes. La dureza o tenacidad de los insertos 2 puede ajustarse en funcion del material que va a unirse, o se seleccionan insertos correspondientemente duros y tenaces. La matriz 100 es especialmente bien adecuada para emplearse para el remachado de materiales con una ductilidad limitada.
La constante elastica del manguito 3 elastico se ajusta a traves del numero y longitud de las ranuras 32. Tambien cuando se representa en el dibujo el yunque 4 de manera desplazable en el sentido A axial, es igualmente posible, configurar el yunque 4 en una pieza con el cuerpo 10 de base. Entonces, el casquillo 1 y el yunque 4 son una pieza constructiva, en cuya cabeza 41 esta prevista una hendidura anular axialmente fresada, en la que se insertan los insertos 2, siendo la profundidad de la hendidura anular menor que la altura de los insertos 2, de modo que estos forman con la cabeza 41 del yunque 4 la parte 50 hembra de molde (no mostrada). Para los insertos 2 pueden usarse del mismo modo que para el yunque 4 aceros pulvimetalurgicos, acero para herramientas, metales duros o materiales ceramicos.
Lista de numeros de referencia
1 casquillo
1-4 hendidura anular
2 inserto
3 manguito elastico
4 yunque
5 resorte
10 cuerpo de base
11 hombro
12 reborde
13 borde fresado
14 borde fresado
15 pivote
16 aplanamiento
17 extremo libre
21 arista/saliente radial
31 rebaje
32 ranura
33 orificio
41 fondo
50 parte hembra de molde
100 matriz
< 0-
sentido axial flecha doble

Claims (8)

  1. 10 2. 3.
    15
  2. 4.
    20 5.
  3. 6.
    25
  4. 7.
  5. 8. 30
  6. 9.
    35 10.
  7. 11.
    40
  8. 12.
    REIVINDICACIONES
    Matriz (100) para una herramienta de union, en particular para remachado, con un yunque (4) que configura un fondo (41) de una parte (50) hembra de molde y un manguito (3) elastico que rodea al yunque (4), que presenta una pluralidad de ranuras (32) que discurren en un sentido (A) axial, a traves de las cuales se permite una expansion radial del manguito (3) elastico, caracterizada por un casquillo (1) dispuesto entre el yunque (4) y el manguito (3) elastico, que esta dotada en su extremo (17) libre de insertos (2), que rodean al yunque (4) y estan compuestos por un material mas duro que el casquillo (1).
    Matriz (100) segun la reivindicacion 1, caracterizada porque los insertos (2) estan dispuestos en una hendidura (1-4) anular formada por el yunque (4) y el casquillo (1).
    Matriz (100) segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizada porque cada inserto (2) presenta al menos un saliente (21) que apunta radialmente hacia fuera, que se engancha en un rebaje (31) configurado en la zona del extremo (17) libre del manguito (3) elastico.
    Matriz (100) segun la reivindicacion 3, caracterizada porque el saliente (21) esta configurado de manera pasante en la direccion perimetral.
    Matriz (100) segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el yunque (4) puede desplazarse en el sentido (A) axial con respecto al casquillo (1).
    Matriz (100) segun la reivindicacion 5, caracterizada porque el desplazamiento del yunque (4) tiene lugar contra la fuerza de un resorte (5).
    Matriz (100) segun la reivindicacion 5, caracterizada porque el yunque (4) puede accionarse de manera hidraulica.
    Matriz (100) segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el casquillo (1) esta configurado en una pieza con un cuerpo (10) de base.
    Matriz (100) segun una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el yunque (4) esta configurado en una pieza con un cuerpo (10) de base.
    Matriz (100) segun la reivindicacion 8, caracterizada porque el cuerpo (10) de base presenta un hombro (11) que actua en el sentido (A) axial, en el que se apoya el manguito (3) elastico.
    Matriz (100) segun la reivindicacion 10, caracterizada porque el hombro (11) presenta para la proteccion contra torsion del manguito (3) elastico al menos un pivote (15) que sobresale en el sentido (A) axial, que se engancha en una entalladura correspondiente prevista en el manguito (3) elastico.
    Matriz (100) segun la reivindicacion 3, caracterizada porque el rebaje (31) esta configurado en el manguito (3) elastico.
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