ES2641219T3 - Dispositivo para conformar una pieza de trabajo de chapa - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para conformar un llantón para chapa, que comprende las siguientes características: 1.1 un cuerpo de prensa con una mesa de prensa (1), columnas verticales (2), un cabezal transversal y un portapunzón (3); 1.2 una pieza superior de herramienta, comprendiendo unas matries exterior e interior (11, 10), así como una pieza inferior de herramienta, comprendiendo un punzón (8) y un sujetador de chapa (9); 1.3 al menos un accionamiento, que al menos está asignado a una de las dos piezas de herramienta; caracterizado por las siguientes características: 1.4 el accionamiento comprende - una pluralidad de bulones (7), que están dispuestos de manera que se pueden deslizar verticalmente en el portapunzón (3) en dirección de prensa y actúan sobre la pieza de herramienta correspondiente; - una pluralidad de servoalmohadillas neumáticas o hidráulicas, que actúan sobre bulones (7) individuales o grupos en dirección de prensa; - una servobomba (5) que solicita las servoalmohadillas, que está accionada por un servomotor (6); 1.5 el punzón (8) comprende una superficie de forma de fondo (8.1) y una superficie de forma de pared (8.2); 1.6 un sujetador de chapa (9) anular que rodea el punzón (8) con una superficie de apoyo (9.1); 1.7 una matriz interior (10) con una superficie de forma de fondo (10.1); 25 1.8 una matriz exterior (11) con una superficie de forma de pared (11.1) y una superficie de empotrado (11.2) para sujetar la superficie de perímetro de la pieza de trabajo (12) que se genera; 1.9 a la matriz interior (10) por un lado y a la matriz exterior (11) por otro lado, así como al sujetador de chapa (9) por otro lado está asignado en cada caso un accionamiento, que desplaza estos dos en funcionamiento con diferentes velocidades en dirección de estirado.
Description
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DESCRIPCION
Dispositivo para conformar una pieza de trabajo de chapa
La invencion se refiere al ambito del procesamiento de piezas de trabajo de metal, por ejemplo, acero u otros metales. Se refiere a un dispositivo para conformar una pieza de trabajo, en particular, un llanton para chapa.
El procesamiento de una pieza de trabajo puede comprender todo tipo de procesos, por ejemplo, cortar, prensar, estirar, conformar.
En el caso de las piezas de trabajo a menudo se trata de piezas constructivas en forma de cazo. Las piezas constructivas en forma de cazo comprenden un fondo, una pared de cazo, as! como una rueda de estirado. Una pieza constructiva de este tipo a menudo se usa como muelle helicoidal para alojar los extremos de un resorte helicoidal. Tienen especialmente una pluralidad de usos en la industria automovillstica.
En el caso de la produccion de tales muelles helicoidales los aceros de alta rigidez resultan ser problematicos. Estos tienen la ventaja de que presentan resistencias de traccion extremadamente altas y que por ello se pueden emplear aceros con un espesor mas reducido, y con ello tambien con peso mas reducido. Tales aceros sin embargo son relativamente quebradizos y tienden a romperse. En particular, esto ocurre en la conformacion en las zonas de transicion muy forzadas. La rotura aparece, en particular, en la zona de transition entre el fondo del cazo y la pared de cazo, as! como entre la pared de cazo y la rueda de estirado.
El documento DE 102 54 103 B3 describe una herramienta para embuticion profunda para la embuticion profunda de piezas moldeadas. Esta comprende un equipo de sujecion en forma de anillo para empotrar un llanton. El equipo de sujecion encierra un espacio, en el que se pueden desplazar un moldeador de fondo, as! como un moldeador de faldon en direction de estirado. Estos dos pueden presentar velocidades diferentes. Por ello se debe alcanzar una exactitud de forma mas alta.
El documento DE 27 27 174 C2 describe un procedimiento y un dispositivo para la embuticion profunda de un recipiente de aluminio. A este respecto se pueden desplazar dos piezas opuestas, es decir, un punzon o una matriz. La velocidad del punzon que se mueve hacia arriba a este respecto puede ser mas grande que la velocidad de la matriz que se mueve hacia abajo. Por ello se debe alcanzar una relation de embuticion profunda grande.
El documento DE 10 2007 050 581 A1 describe un procedimiento para influenciar un curso de espesor de chapa en el caso de la embuticion profunda de cuerpos huecos. A este respecto se trata de un arqueado multiple (deformation) y rearqueado (reformado) de una pieza de trabajo. Durante la fase del reformado se aumenta la velocidad relativa entre el punzon y la matriz con respecto a la velocidad durante la fase de la deformacion. Durante la fase del reformado el punzon lleva a cabo un movimiento contrario a la fase de la deformacion. Las velocidades del punzon durante la fase mencionada son desiguales.
El documento WO 2006/000187 A1 describe un proceso de conformacion para regular la fuerza de retention de chapa entre la pieza inferior de herramienta y la pieza superior de herramienta. A este respecto se usan accionamientos electricos, comprendiendo un accionamiento directo lineal o rotatorio para aplicar una presion sobre el sujetador de chapa.
El documento DE 10 2012 005 635 B3 describe una instalacion y un procedimiento para conformar un llanton para chapa. La instalacion mostrada, sin embargo, trabaja sin almohadilla neumaticas o hidraulicas o bulones de presion.
El documento DE 10 2007 033 943 A1 describe una prensa para conformar piezas de trabajo. A este respecto se trata de equilibrar en la prensa deformaciones indeseadas de la herramienta.
En el caso de los dispositivos conocidos existe el peligro de rotura de la pieza de trabajo en el proceso de conformacion. Una rotura de este tipo sobre todo se presenta en las zonas de borde de la pieza de trabajo, as! como en el caso de grandes profundidades de estirado.
En el estado de la tecnica estan previstas una o varias almohadillas-sufrideras, que durante el proceso de estirado en la marcha de desplazamiento se mueven tan rapidas como el portapunzon de prensa. Tambien durante el proceso de trabajo la almohadilla de portapunzon se desplaza con velocidad de portapunzon.
La invencion tiene como objetivo disenar un dispositivo, una instalacion, un procedimiento y una pieza de trabajo de tal manera, que los aceros de alta rigidez se puedan conformar, sin que se produzca una rotura en las zonas de borde y se alcance una profundidad de estirado mas grande que hasta ahora.
Este objetivo se consigue con un dispositivo de acuerdo con la revindication 1.
La invencion tiene numerosas ventajas:
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- El proceso de estirado mismo se controla, no otra cosa.
- Los accionamientos mencionados en la reivindicacion 1 actuan inmediatamente sobre la pieza de herramienta correspondiente, es decir, sin interposicion de piezas funcionales. Las piezas, que solo sirven para transmitir las fuerzas, por ejemplo, los bulones, se pueden usar a este respecto. Sin embargo, tambien es posible un efecto indirecto.
Se ha mostrado que por la interposicion de unas o varias servo-unidades los bulones mencionados no se exponen bruscamente, sino mas suave que hasta ahora. El proceso de exposicion y con ello tambien el efecto de los bulones sobre la pieza de trabajo se efectua en un periodo de tiempo, que solo es unos pocos milisegundos mas largo que en los dispositivos conocidos. Con ello se minimiza considerablemente el peligro de ruptura y se originan piezas de trabajo de alta calidad y solidez.
De acuerdo con otro planteamiento de la invencion se disena de tal manera un dispositivo, que la matriz interior y la matriz exterior se puedan desplazar durante el proceso de conformacion con diferentes velocidades en direccion de estirado. Para ello se le asignan a la matriz interior y la matriz exterior - dado el caso junto con el sujetador de chapa - respectivamente un accionamiento especial, que desplaza estas dos durante el proceso de conformado con diferentes velocidades en direccion de estirado - llamado a continuation "unidad-variotempo". En el caso de una prensa con unidad-variotempo la servo-unidad se mueve con velocidad mas grande que el portapunzon de la prensa en direccion de estirado, con ello en direccion del portapunzon.
Se pueden prever varias unidades-variotempo, repartidas por la superficie de efecto de la prensa. Esta puede ser de importancia en el caso de piezas constructivas grandes, por ejemplo, en el caso de guardabarros de automoviles. En el caso de tales piezas constructivas la carga de la pieza de trabajo - durante la conformacion o funcionamiento - puede ser especialmente alta, de modo que se aconseja prever una unidad-variotempo en correspondientes lugares de la pieza de trabajo en la conformacion.
Una unidad-variotempo puede estar dispuesta en la mesa de prensa o en el portapunzon de prensa o en estos dos.
Se puede disponer junto a o en una placa de suspension, esta es una placa, que distribuye la fuerza de prensa
sobre una superficie.
Las unidades-variotempo tambien se pueden instalar posteriormente en instalaciones de prensa existentes.
La invencion esta explicada por medio del dibujo. En este esta representado detalladamente lo siguiente:
la figura 1 muestra de manera esquematica una prensa con servo-unidad integrada. A este respecto la
servo-unidad esta asignada a la mesa de prensa.
la figura 2 muestra de manera esquematica una prensa con servo-unidad integrada. A este respecto la
servo-unidad esta asignada al portapunzon de la prensa.
La figura 3 muestra en representation esquematica una servo-unidad.
La figura 4 muestra en representacion esquematica y en proyeccion vertical un dispositivo de estirado con
una pieza de trabajo ya preformada en primera fase de conformacion de la elevation de conformacion; a este respecto se prescinde de la servo-unidad.
La figura 5 muestra la pieza de trabajo poco antes del final de la segunda fase de conformacion.
La figura 6 muestra la pieza de trabajo al final del proceso de conformacion.
Las figuras 7 a 12 ilustran el proceso de conformacion en seis distintas estaciones de conformacion.
La prensa comprende entre otras cosas una mesa de prensa 1, columnas 2, as! como un portapunzon 3. Entre la
mesa de prensa 1 y el portapunzon 3 estan dispuestos una matriz no representada, as! como un punzon no
representado, que soportan piezas superiores de herramienta o una pieza inferior de herramienta.
La servo-unidad comprende dos servoalmohadillas 4 en forma de camaras hidraulicas, ademas, respectivamente una servobomba 5, as! como un servomotor 6. En la mesa de prensa 1 estan dispuestos bulones 7. Estos estan solicitados por las correspondientes servoalmohadillas 4, de modo que suben y bajan verticalmente.
Cada servoalmohadilla 4 puede estar asignada a una cantidad diferente de bulones 7. De este modo se le puede asignar a cada servoalmohadilla un unico bulon. Sin embargo, tambien es posible asignar dos o mas bulones a una almohadilla.
El medio de funcionamiento de la servo-unidad en el presente caso es un llquido. Sin embargo, tambien se podrla
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tratar de un sistema neumatico.
En la figura 2 la servo-unidad esta asignada al portapunzon 3. Solo la bomba 5 esta indicada.
En el caso de ambas formas de realizacion de acuerdo con las figuras 1 y 2 la servo-unidad esta integrada de manera constructiva en la mesa de prensa o en el portapunzon.
La servo-unidad esta representada con mas detalle en la figura 3, de nuevo de manera esquematica. A este respecto esta integrada en un punzon 8. En lugar del punzon tambien podrla estar integrada una servo-unidad en una matriz.
Se reconocen tres servo-unidades 4. Cada servo-unidad 4 solicita dos bulones 7. Cada servo-camara 4 esta solicitada por una servobomba 5, que se acciona por un servomotor 6.
A este respecto a cada servo-unidad 4 puede estar asignado un juego de bomba-servomotor. Sin embargo, tambien pueden estar solicitadas varias servo-unidades 4 por un juego de bomba-servomotor. A este respecto delante de casa servo-unidad 4 esta conmutada una valvula de regulation aqul no mostrada.
En general el control de la prensa o del proceso de conformation se liga con el control de la o las servo-unidades.
El dispositivo de estirado representado en la figura 4 comprende un punzon 8 y un sujetador de chapa 9. El punzon 8 tiene una forma ligeramente conica. Presenta una superficie de forma de fondo 8.1 y una superficie de forma de pared 8.2. Los planteamientos ilustrados en las figuras 1 a 3, conteniendo una servo-unidad y bulon, no esta representado en la figura 4. Sin embargo, se entiende que el planteamiento en el caso del dispositivo de estirado esta realizado de acuerdo con la figura 4.
El punzon 8 esta rodeado por el sujetador de chapa 9. El sujetador de chapa 9 presenta una superficie de apoyo 9.1. El sujetador de chapa 9 tiene forma anular.
Por encima del punzon 8 se encuentra una matriz interior 10. Al menos es aproximadamente cillndrica. Esta rodeada por una matriz exterior 11. Esta es anular.
La matriz interior 10 presenta por su parte una superficie de forma de fondo 10.1. La matriz exterior 11 es anular. Presenta una superficie de forma de pared 11.1, ademas, una superficie de empotrado 11.2 para fijar la rueda de estirado 12.3 de una pieza de trabajo 12 en la superficie de apoyo 9.1 del sujetador de chapa 9. La pieza de trabajo 12 ha resultado de un llanton con forma de plancha circular. Comprende un fondo 12.1, una pared 12.2, as! como la rueda de estirado 12.3 mencionada.
El dispositivo de estriado trabaja de la siguiente manera: en principio esta abierto, es decir, la superficie de empotrado 11.2 de la matriz exterior 11 se encuentra aproximadamente a la altura de la superficie de forma de fondo
10.1 de la matriz interior 10. A aproximadamente la misma altura o mas alto se encuentra la superficie de apoyo 9.1 del sujetador de chapa 9, de manera suficiente para introducir la pieza de trabajo 12.
En esta fase se coloca una pieza de trabajo 12 en el dispositivo de estirado y se empotra entre la superficie de apoyo 9.1 y la superficie de empotrado 11.2. Ahora comienza la fase de trabajo en realidad del dispositivo de estirado. A este respecto la matriz interior 10 y la matriz exterior 11 se mueven juntas con la pieza de trabajo 12 previamente conformada, as! como tambien con el sujetador de chapa 9 hacia abajo. A este respecto las piezas mencionadas (matriz interior 10, matriz exterior 11, sujetador de chapa 9 y pieza de trabajo previamente conformada) tienen la misma velocidad.
De acuerdo con la invention esto cambia en una fase posterior. La matriz interior 10 adelanta la matriz exterior 11.
En otra fase posterior en cambio la matriz exterior 11 adelanta la matriz interior 10.
Se debe tener en cuenta, que esto tambien puede suceder al contrario.
El dispositivo de estirado mostrado en la figura 4 solo es una estacion de una serie de estaciones de estirado. Esto no esta representado aqul. En la practica estan conmutadas en fila en una nave de fabrication.
A este respecto solo tiene que estar conformada una unica estacion de estirado de acuerdo con la invencion, es decir, provista de accionamientos, que puede dar a la matriz interior 10 por un lado, a la matriz exterior 11 y al sujetador de chapa 9 por otro lado diferentes velocidades durante el proceso de estirado.
Que aspecto tiene la pieza de trabajo despues de abandonar las distintas estaciones de estirado, se reconoce de las figuras 7 a 12.
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Las ventajas de la invencion se pueden resumir como a continuacion:
- el proceso de conformacion transcurre de forma optima y lleva a piezas de trabajo de gran calidad
- la invencion se puede aplicar de manera especialmente exitosa en el caso de piezas de trabajo de superficie grande como guardabarros. Estos se pueden someter en distintos lugares a diferentes procesos de conformacion, con correspondiente esfuerzo de material diferentes. Cuando se emplean varias unidades- variotempo, se distribuyen por toda la superficie de pieza de trabajo, entonces esto se puede considerar midiendo de manera correspondiente la relacion de las velocidades de matriz interior y matriz exterior en el proceso de conformacion.
- una regulacion total se puede realizar de manera relativamente sencilla, pudiendo coordinar la regulacion de los movimientos de los bulones por un lado y toda la prensa por otro lado de manera sencilla
- el sistema se puede realizar sin mas en instalaciones existentes.
Lista de referencias
1 Mesa de prensa
2 Columna
3 Portapunzon
4 Servo-unidad en forma de camaras hidraulicas
5 Servobomba
6 Servomotor
7 Bulon
8 Punzon
8.1 Superficie de forma de fondo
8.2 Superficie de forma de pared
9 Sujetador de chapa
9.1 Superficie de apoyo
10 Matriz interior
10.1 Superficie de forma de fondo
11 Matriz exterior
11.1 Superficie de forma de pared
11.2 Superficie de empotrado
12 Pieza de trabajo
12.1 Fondo de pieza de trabajo
12.2 Pared de pieza de trabajo
12.3 Rueda de estirado
Claims (6)
- 5101520253035404550REIVINDICACIONES1. Dispositivo para conformar un llanton para chapa, que comprende las siguientes caracterlsticas:1.1 un cuerpo de prensa con una mesa de prensa (1), columnas verticales (2), un cabezal transversal y un portapunzon (3);1.2 una pieza superior de herramienta, comprendiendo unas matries exterior e interior (11, 10), as! como una pieza inferior de herramienta, comprendiendo un punzon (8) y un sujetador de chapa (9);1.3 al menos un accionamiento, que al menos esta asignado a una de las dos piezas de herramienta;caracterizado por las siguientes caracterlsticas:1.4 el accionamiento comprende- una pluralidad de bulones (7), que estan dispuestos de manera que se pueden deslizar verticalmente en el portapunzon (3) en direction de prensa y actuan sobre la pieza de herramienta correspondiente;- una pluralidad de servoalmohadillas neumaticas o hidraulicas, que actuan sobre bulones (7) individuales o grupos en direccion de prensa;- una servobomba (5) que solicita las servoalmohadillas, que esta accionada por un servomotor (6);1.5 el punzon (8) comprende una superficie de forma de fondo (8.1) y una superficie de forma de pared (8.2);1.6 un sujetador de chapa (9) anular que rodea el punzon (8) con una superficie de apoyo (9.1);1.7 una matriz interior (10) con una superficie de forma de fondo (10.1);1.8 una matriz exterior (11) con una superficie de forma de pared (11.1) y una superficie de empotrado (11.2) para sujetar la superficie de perlmetro de la pieza de trabajo (12) que se genera;1.9 a la matriz interior (10) por un lado y a la matriz exterior (11) por otro lado, as! como al sujetador de chapa (9) por otro lado esta asignado en cada caso un accionamiento, que desplaza estos dos en funcionamiento con diferentes velocidades en direccion de estirado.
- 2. Dispositivo segun la reivindicacion 1, caracterizado por que a una servoalmohadilla hidraulica esta asignado un unico juego de bomba-servomotor.
- 3. Dispositivo segun las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que un unico juego de bomba-servomotor esta asignado a una o varias servoalmohadillas hidraulicas, y por que al juego de bomba-servomotor esta prevista una valvula de regulation para regular la presion y/o la cantidad del medio suministrado a la servoalmohadilla.
- 4. Dispositivo segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que esta previsto un control total, que coordina el control de la prensa y el control de la servo-unidad.
- 5. Dispositivo segun la reivindicacion 4, caracterizado por una pluralidad de matrices interiores, que actuan en distintos lugares sobre la pieza de trabajo.
- 6. Procedimiento para accionar un dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por una o varias de las siguientes etapas de procedimiento:I. durante una fase de inicio ambas matrices (10,11) se mueven en la misma direccion con una velocidad de la misma magnitud;II. durante una fase media ambas matrices (10,11) se mueven de nuevo en la misma direccion, aunque, la matriz interior (10) con velocidad mas alta que la exterior (11);III. en una fase final la matriz interior (10) esta paralizada, mientras que la exterior (11) se sigue moviendo con velocidad constante.
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