ES2271254T3 - Herramienta para la union mecanica de placas. - Google Patents

Abstract

Herramienta para la mecanización mecánica de placas (3) o similares, para su unión mutua o para la unión del tipo de remachado de componentes con placas por ensamble de interpenetración o similares, con un troquel (1) y una matriz (2) que están soportados en sus respectivos extremos alejados de las placas (3) en un alojamiento de herramientas de una máquina herramienta, estando presente en el troquel (1) un macho (4) vuelto hacia las respectivas placas (3) y estando dispuesto un rebajo (5) en la matriz (2) formada de varias partes, caracterizada porque - el rebajo de la matriz (2) está configurado como abertura ciega con paredes laterales inflexibles; - la matriz (2) está configurada de dos partes, ya que como fondo de la abertura de bolsa en una parte de alojamiento (12) está dispuesta una parte de inserción (13) que es de un material más duro que el de la parte de alojamiento (12), y - esta parte de inserción (13) está dispuesta con ajuste de forma en la abertura ciega (5) por el lado quequeda alejado de las placas (3).

Description

Herramienta para la unión mecánica de placas.

Estado de la técnica

La invención parte de una herramienta para la mecanización mecánica de placas para su unión mutua (ensamble de interpenetración o similares) por medio de un troquel y una matriz según el preámbulo de las reivindicaciones 1 y 2.

Por la patente US 5.177.861 es conocida una herramienta de este tipo, pero con el objetivo de desarrollar un nuevo procedimiento de unión que la haga estanca a los líquidos, produzca una buena unión y sea ópticamente atractivo. Para conseguir esto, esa herramienta está configurada de manera muy costosa. Las paredes laterales del rebajo de la matriz presentan una flexibilidad radial, debiendo absorber también el sistema de montaje de los segmentos que representan las paredes laterales de la matriz las altas fuerzas de embutición profunda, siendo delicado un montaje oscilante de este tipo. La matriz es en su totalidad de construcción endurecida en virtud de las explicaciones de esta patente US, lo que en herramientas de este tipo, en comparación con el alojamiento que las soporta, constituye de todas formas la mayoría de los casos. Las chapas se embuten de manera profunda primero con ayuda de un macho y una matriz, sin perforación de las mismas, y a continuación se aplasta radialmente el borde del fondo de los segmentos de chapa profundamente embutidos contra las paredes flexibles, con lo que se origina un anclaje hermético que, por fuera, se parece a un remache, lo que naturalmente tiene también ventajas ópticas. No obstante, dado que en el aplastamiento radial, las paredes laterales son hechas oscilar separándose una de otra en el lado vuelto hacia las chapas, resulta un desplazamiento difícilmente controlable del asiento de las chapas en la matriz.

En otra herramienta conocida (DE-PS 37 10929) que sirve para el ensamble de interpenetración, el troquel presenta un macho de menor diámetro con el cual se embuten profundamente y se aplastan las placas a unir entre sí en un taladro ciego de una matriz para conseguir una fuerte unión entre las placas. Son conocidos también otros procedimientos en los cuales se usan herramientas que constan de troquel y matriz y que sirven para el prensado, troquelado o similar de placas, y entre otras cosas también para unir piezas de placas (DE OS 19913695).

Asimismo, es conocido también enfriar fuertemente las herramientas, es decir, el troquel y la matriz, en una unión de ensamble por el lado del troquel y/o de la matriz para poder unir así también una con otra placas que sean al menos parcialmente de polímero o que contengan polímero (DE-OS 19752201). Por tanto, en el procesamiento de placas de materiales viscoso-elásticos, como polímeros, caucho, etc., con otros materiales como, por ejemplo, metal, se consigue que existan condiciones físicas similares que hagan posible entonces una unión de este tipo. Tales herramientas de varias piezas de este tipo son naturalmente costosas y se utilizan sólo para finalidades o necesidades correspondientes.

En otro procedimiento conocido (DE-OS 10006789) se concede atención especialmente al alojamiento de toda la herramienta, es decir del troquel o de la matriz, en el alojamiento de herramientas de máquina herramienta, con el objetivo de lograr un cambio favorable de estas herramientas, para lo cual está prevista una capacidad de desplazamiento radial correspondiente.

La vida útil de las herramientas utilizadas en este caso corresponde al uso y a los requisitos del material de la herramienta y, en muchos casos, es de una duración poco satisfactoria. Para alcanzar el estándar vigente, el coste de fabricación de las herramientas es muy alto, ya que éstas deben presentar en total una dureza correspondiente en la zona solicitada (US-PS 5.177.861). Por otro lado, tales durezas pueden llevar a roturas de la herramienta, en particular cuando se tiene una extensión longitudinal considerable frecuentemente necesaria transversal a la dirección de trabajo. A causa del soporte, es necesaria además una extensión longitudinal mínima en la dirección de trabajo, es decir que, debido a este hecho, el troquel y la matriz, con tal dureza necesaria para una vida útil elevada, presentan una cierta disposición a la rotura, pudiendo tener una rotura de este tipo consecuencias devastadoras. En particular, cuando la herramienta se usa en la producción en serie para la unión de chapas en vehículos automóviles, tales defectos tienen consecuencias devastadoras.

Problema en el que se basa la invención

Se pretende una herramienta con una vida útil óptima, con una dureza muy favorable y una pequeña inclinación a la rotura.

La invención y sus ventajas

La herramienta según la invención con las rasgos caracterizantes de la reivindicación 1 o 2 tiene la ventaja de que sólo la parte que es efectivamente necesaria para la mecanización, a saber, la parte de inserción, presenta la dureza deseada y, debido a su configuración, experimenta poca o ninguna solicitación de rotura, mientras que la otra parte, a saber, la parte de alojamiento, de manera correspondiente a su fin, puede ser de material más blando y elástico. A pesar de la división de la matriz y/o del troquel en la parte de alojamiento y la parte de inserción, el coste de fabricación de la herramienta completa, en particular en consideración del riesgo anteriormente descrito, es más favorable que en el estado de la técnica comparable. Se añade a esto que las secciones transversales de la matriz y/o del troquel que transmiten, en particular, las fuerzas de trabajo son mayores que las de la parte de inserción, de modo que en la invención pueden estar presentes ventajosamente secciones transversales más grandes de material más elástico para la transmisión de fuerzas y unas secciones transversales más pequeñas sirven para la mecanización propiamente dicha de las placas, con dureza correspondiente del material.

Por tanto, según el tipo de herramienta, la invención puede encontrar aplicación en el lado del troquel o en el lado de la matriz o en ambos lados.

En el ejemplo de la invención el troquel y/o la matriz están configurados divididos transversalmente a la dirección de accionamiento (a la dirección de trabajo) para conseguir una ajuste de forma suficiente o un ajuste de fuerza así proporcionado. No es problemático aquí configurar las superficies de la parte de inserción y de la parte de alojamiento, opuestas entre sí en la dirección de trabajo tan grandes que no se origine ninguna solicitación excesiva, sobre todo en la superficie de la parte de alojamiento.

Según una configuración ventajosa de la invención, las paredes laterales del rebajo configurado como abertura ciega presentan una distancia radial a las superficies de envolvente del macho del troquel y discurren en la dirección de movimiento del troquel. Una configuración y coordinación de este tipo del troquel y de la matriz es en sí conocida (EP 0215449), si bien con las desventajas del estado de la técnica citadas en la introducción. Por el uso de la invención, se logra aquí un avance considerable, ya que, como es sabido durante la embutición profunda y el posterior aplastamiento de las porciones de placas, la carga en la dirección de trabajo es extraordinariamente alta, mientras que las fuerzas de resistencia radiales pueden ser sustancialmente más pequeñas.

Se realiza ventajosamente la unión en ajuste de forma entre la parte de inserción y la parte de alojamiento haciendo que el rebajo esté configurado como taladro o similar, en el que puede enchufarse o insertarse la parte de inserción correspondiente con el extremo vuelto hacia ésta. En este caso, los cantos de la parte de inserción pueden estar biselados o redondeados para conseguir una introducción más sencilla.

Según una configuración ventajosa de la invención, la unión de ajuste de forma entre la parte de inserción y la parte de alojamiento está configurada con una unión a presión, es decir que existe un prensado radial entre la pared interior del rebajo y la superficie de envolvente de la parte de inserción.

Según una configuración ventajosa adicional de la invención, la unión entre la parte de alojamiento y la parte de inserción está configurada como una unión de ajuste antitorsión. Esta ajustabilidad antitorsión puede lograrse por medio de un sencillo aplanamiento de la sección transversal circular que sirve de base al rebajo.

Según otra configuración especial de la invención, la herramienta sirve para unir a modo de remachado componentes como placas, pernos, tuercas o similares con una placa utilizando un troquel perdido antepuesto al troquel de la herramienta, que puede hincarse a presión en la placa, y que es introducido por la parte de inserción actuante como troquel de la herramienta y permanece después de la mecanización en la placa (DE-OS 19913695).

Otras ventajas y configuraciones ventajosas de la invención se pueden obtener de la siguiente descripción, el dibujo y las reivindicaciones.

Dibujo

Un ejemplo de realización del objeto de la invención está representado en el dibujo y se describe con más detalle a continuación. Muestran:

La figura 1, una sección longitudinal parcial a través del troquel, la matriz y el portaherramientas en representación de despiece ordenado, en parte correspondiente a la línea I-I de la figura 2; y

La figura 2, una sección transversal correspondiente a la línea II-II de la figura 1.

Descripción del ejemplo de realización

En el dibujo está mostrada la herramienta según la invención con portaherramientas en representación de despiece ordenado, pero sin el alojamiento de los mismos en la máquina herramienta, estando dispuestas dos chapas 3 a unir una con otra entre un troquel 1 y una matriz 2. Para unir las chapas entre sí, se acciona hacia abajo el troquel 1 y se introducen, con un macho 4 dispuesto en su extremo, los segmentos correspondientemente solicitados de las chapas 3 en un rebajo 5 de la matriz 2 para aplastar también radialmente estos segmentos de chapa profundamente embutidos durante el desarrollo de la carrera, de modo que se realiza un acoplamiento mutuo de los segmentos de placa profundamente embutidos y aplastados uno por detrás de otro, con lo que se origina una fuerte unión entre las placas 3 por medio de este ensamble de interpenetración.

El troquel 1 está dispuesto sobre un portaherramientas 6 en la máquina herramienta, no representada aquí, y consta de dos partes, a saber, una parte de alojamiento 7 y una parte de inserción 8 que presenta el macho 4. Debido a su mayor solicitación, la parte de inserción 8 con el macho 4 presenta una dureza sustancialmente más elevada que la de la parte de alojamiento 7 solicitada en menor medida debido también a su sección transversal más grande, o que la del portaherramientas 6. La parte de alojamiento 7 y la parte de inserción 8 están unidas una con otra por medio de una unión de prensado 9, estando insertado en ajuste de forma el extremo superior de la parte de inserción 8 en un rebajo 10 de la parte de alojamiento 7 y siendo dicho extremo adecuado para absorber fuerzas altas. Como seguro contra giro entre la parte de inserción 8 y la parte de alojamiento 7 sirve un aplanamiento 11 en el segmento extremo de la parte de inserción 8 que penetra en el rebajo 10.

Asimismo, la matriz 2, que está dispuesta también en un portaherramientas 6, está configurada en dos partes constando de una parte de alojamiento 12 que presenta el rebajo 5 y un tapón 13 prensado en el rebajo 5 y dotado de un bisel 14 en su lado inferior para introducirse mejor en el rebajo 5. En su lado superior puede estar previsto también un bisel 15, de modo que se origina definitivamente una acanaladura 16 ventajosa para la fabricación. La parte restante del rebajo 5 sirve de manera conocida como abertura de embutición profunda 17 de la matriz 2. Por tanto, el fondo de esta abertura de embutición profunda 17 se forma por medio del tapón 13, que presenta también una dureza de material sustancialmente mayor que la de la parte de alojamiento 12 de esta matriz.

El portaherramientas 6 presenta una respectiva parte de zócalo 18 unida con la máquina herramienta, en la que se insertan el troquel 1 o la matriz 2 y se sujetan en su posición de trabajo por medio de tuercas de capuchón 19 o platos de resorte 20, así como resortes 21.

Lista de números de referencia

1

Troquel

2

Matriz

3

Chapas

4

Macho

5

Rebajo

6

Herramienta

7

Parte de alojamiento

8

Parte de inserción

9

Unión por enchufe a presión

10

Rebajo

11

Aplanamiento

12

Parte de alojamiento

13

Tapón

14

Bisel

15

Bisel

16

Acanaladura

17

Abertura de matriz

18

Parte de zócalo

19

Tuercas de capuchón

20

Plato de resorte

21

Resorte

Claims (6)

1. Herramienta para la mecanización mecánica de placas (3) o similares, para su unión mutua o para la unión del tipo de remachado de componentes con placas por ensamble de interpenetración o similares, con un troquel (1) y una matriz (2) que están soportados en sus respectivos extremos alejados de las placas (3) en un alojamiento de herramientas de una máquina herramienta, estando presente en el troquel (1) un macho (4) vuelto hacia las respectivas placas (3) y estando dispuesto un rebajo (5) en la matriz (2) formada de varias partes, caracterizada porque

- el rebajo de la matriz (2) está configurado como abertura ciega con paredes laterales inflexibles;

- la matriz (2) está configurada de dos partes, ya que como fondo de la abertura de bolsa en una parte de alojamiento (12) está dispuesta una parte de inserción (13) que es de un material más duro que el de la parte de alojamiento (12), y

- esta parte de inserción (13) está dispuesta con ajuste de forma en la abertura ciega (5) por el lado que queda alejado de las placas (3).

2. Herramienta, en particular según la figura 1, para la mecanización mecánica de placas (3) o similares, para su unión mutua o para la unión del tipo remachado de componentes con placas por ensamble de interpenetración o similares, con un troquel (1) y una matriz (2) que están soportados en sus respectivos extremos alejados de las placas (3) en un alojamiento de herramientas de una máquina herramienta, estando presente en el troquel (1) un macho (4) vuelto hacia las respectivas placas (3) y estando dispuesto un rebajo (5) en la matriz (2) configurada de varias partes, caracterizada por los siguientes rasgos:

- el troquel (1) está configurado de dos partes, con una parte de inserción (8) que sirve para la mecanización directa de las placas y que presenta el macho (4);

- la parte de inserción (8) está sujeta con ajuste de forma en un rebajo (10) de la parte de alojamiento (7) por el lado que queda alejado de las placas (3); y

- la parte de inserción (8) es de un material más duro que el de la parte de alojamiento (7).

3. Herramienta según la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque las paredes laterales del rebajo (5) de la matriz (2) configurado como abertura ciega presentan una distancia radial a las superficies de envolvente del macho (4) del troquel (1) y discurren en la dirección del movimiento del troquel (1).

4. Herramienta según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la unión en ajuste de forma entre la parte de inserción (8, 13) y la parte de alojamiento (7, 12) está configurada como una unión de prensado.

5. Herramienta según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la unión entre la parte de alojamiento (7, 12) y la parte de inserción (8, 13) es una unión de ajuste antitorsión.

6. Herramienta según una de las reivindicaciones anteriores para la unión del tipo de remachado de componentes tales como placas, pernos, tuercas o similares con una placa, caracterizada porque el uso de un troquel perdido antepuesto al troquel de la herramienta que puede hincarse a presión en la placa y que es introducido por la parte de inserción que sirve como troquel de la herramienta.