Perfiles huecos de aleación de aluminio.

Perfil hueco formado por ensamblaje de por lo menos un primer perfil macizo (1) de aleación de aluminio con por lo menos un segundo perfil macizo

(2) de aleación de aluminio, el correspondiente primer y segundo perfil obteniéndose por extrusión, caracterizado por lo que el ensamblaje se realiza por soldadura y por lo que el correspondiente primer y segundo perfil son de aleación de aluminio de la serie 2xxx, 6xxx o 7xxx y tienen cada uno un límite elástico de por lo menos 350 MPa y preferentemente de por lo menos 400 MPa.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2009/007640.

Solicitante: Constellium France.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 17, place des Reflets La Defense 92400 Courbevoie FRANCIA.

Inventor/es: PIGNATEL,JÉRÔME.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > VEHICULOS EN GENERAL > RUEDAS DE VEHICULOS (fabricación de ruedas o de... > B60B25/00 (Llantas constituidas por varias partes principales (herramientas para ensamblar las llantas formadas por partes distintas B60B 31/04))
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > VEHICULOS EN GENERAL > RUEDAS DE VEHICULOS (fabricación de ruedas o de... > Llantas (no metálicas B60B 5/00; de gran elasticidad... > B60B21/02 (caracterizadas por su sección transversal)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO MECANICO DE LOS METALES SIN ARRANQUE SUSTANCIAL... > TRABAJO MECANICO O TRATAMIENTO DE CHAPAS, TUBOS,... > Fabricación de otros objetos especiales (fabricación... > B21D53/30 (de llantas de ruedas)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > VEHICULOS EN GENERAL > RUEDAS DE VEHICULOS (fabricación de ruedas o de... > Llantas (no metálicas B60B 5/00; de gran elasticidad... > B60B21/06 (caracterizadas por la forma de fijación de los radios)

PDF original: ES-2524436_T3.pdf

 

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Perfiles huecos de aleación de aluminio.

Fragmento de la descripción:

Perfiles huecos de aleación de aluminio Ámbito de la invención

La invención se refiere al ámbito de los perfiles de aluminio y más particularmente al perfil hueco destinado en particular a la fabricación de llantas para bicicleta.

Estado de la técnica

Los perfiles huecos de aluminio son productos modelados, generalmente extruidos, con una sección transversal uniforme en toda su longitud y cuya sección transversal comprende por lo menos un agujero interior. En cambio, los perfiles macizos tienen una sección sin ningún agujero interior.

La fabricación por extrusión de perfiles huecos de aleación de aluminio es conocida por el especialista. Para las formas más sencillas, la extrusión de un lingote hueco puede efectuarse con mandril o con mandril perforador. No obstante, generalmente y en todo caso para formas que no presenten una simetría axial, la extrusión se efectúa con matrices tipo puente para obtener perfiles huecos. Estas técnicas de extrusión suelen utilizarse para aleaciones tales como la 66, 661, 616 o la 65 y su realización puede resultar difícil para aleaciones más duras, típicamente aleaciones de aluminio cuyo límite elástico al ,2% de alargamiento es superior a los 35 MPa. En particular, la realización de perfiles huecos cuyas paredes interiores tienen pequeños grosores, típicamente del orden del mm, resulta difícil para estas aleaciones duras. Del mismo modo, la vida útil de las herramientas utilizadas es corta para la realización de perfiles huecos monobloques de aleación dura.

Los perfiles huecos de aluminio son útiles, especialmente para la fabricación de llantas para ruedas de bicicleta.

Una rueda de bicicleta suele comprender un buje central unido por radios a una llanta circular. La llanta puede componerse de un perfil de aleación de aluminio que comprende dos puentes circulares coaxiales unidos por dos flancos laterales para formar un cajón.

Los flancos laterales se prolongan radialmente hacia el exterior por dos alas para formar con el puente exterior una garganta anular prevista para recibir un neumático. Para algunas llantas previstas para recibir un tubular, la garganta es una simple ranura formada por hundimiento radial del puente exterior hacia el interior.

Los radios se unen a la llanta mediante tuercas enroscadas en el extremo de los radios. Estas tuercas también permiten ajustar la tensión de los radios. Usualmente, para recibir las tuercas de los radios, ambos puentes de la llanta suelen estar perforados por orificios distribuidos en la circunferencia de la llanta. Los orificios del puente interior están previstos para servir de asiento a las cabezas de tuercas. Los orificios del puente exterior, de diámetro exterior, están previstos para permitir la colocación de la tuerca del radio desde el exterior y/o reforzar la fijación de los radios. También es posible sólo perforar el puente Interior y evitar la perforación del puente exterior, para obtener un puente exterior perfectamente impermeable al gas, sin embargo esta configuración requiere que el puente interior tenga un grosor importante para tener suficiente rigidez.

Las llantas tienen que combinar dos características que suelen resultar antinómicas: ligereza, para mayor comodidad de los usuarios, y resistencia mecánica para garantizar la seguridad y la vida útil de los productos. Según la técnica anterior, para conciliar estas características antinómicas, se propusieron etapas complementarias al procedimiento de fabricación de llantas.

La solicitud de patente FR 2 727 355 A1 describe un procedimiento de fabricación de llanta para bicicleta, que consiste en curvar un perfil hueco en el que, durante una etapa complementaria, se realiza un mecanizado químico que consiste en proceder al arranque de metal por disolución en un baño químico agresivo para disminuir el grosor de las paredes y el peso de la llanta. La realización de esta etapa de mecanizado químico puede resultar difícil y desemboca en la pérdida de metal.

La solicitud de patente FR 2 897 13 A1 describe un procedimiento de fabricación de llantas para bicicleta de aleación de aluminio, que comprende un perfil hueco que comporta un puente inferior perforado por orificios destinados al radiado, en el que una etapa de deformación en frío a proximidad de los orificios de radiado permite aumentar localmente la dureza del aluminio. Sin embargo, está muy limitado el aumento de dureza por conformación en frío.

La solicitud de patente WO-A-26/137637 se refiere a un conducto de color polivalente realizado con aluminio y destinado a servir de camino de cables, camino de rodamiento y conducto. El conducto comporta una tapa superior que presenta una estructura en "D" y un cuerpo inferior que presenta una estructura en "D" que corresponde a la tapa superior y se une por encaje a presión.

La presente invención persigue resolver el problema de fabricación de perfiles huecos de aleación dura planteado más arriba y más particularmente mejorar la realización de perfiles huecos destinados a la fabricación de llantas para bicicleta.

Descripción de las figuras

La figura 1 ¡lustra un perfil según la invención.

La figura 2 ¡lustra el segundo perfil utilizado para realizar el perfil según la invención de la figura 1.

La figura 3 ilustra el primer perfil utilizado para realizar el perfil según la invención de la figura 1.

Objetos de la invención

Un primer objeto de la invención es un perfil hueco formado por ensamblaje de por lo menos un primer perfil macizo (1) de aleación de aluminio con por lo menos un segundo perfil macizo (2) de aleación de aluminio, el correspondiente primer y segundo perfil obteniéndose por extrusión, caracterizado por lo que el ensamblaje se realiza por soldadura y por lo que el correspondiente primer y segundo perfil son de aleación de aluminio de la serie 2xxx, 6xxx o 7xxx y tienen cada uno un límite elástico de por lo menos 35 MPa y preferentemente de por lo menos 4 MPa.

Un segundo objeto de la invención es una llanta para rueda de bicicleta que comprende un perfil hueco según la invención, el correspondiente perfil se curva antes o después del ensamblaje.

Otro objeto de la invención es una rueda de bicicleta que comporta un buje, una llanta según la invención y radios tensados entre el buje y la llanta.

Otro objeto de la invención es un procedimiento de fabricación de un perfil hueco según la invención en el que:

(i) se suministran por lo menos un primer perfil macizo (1) de aleación de aluminio de la serie 2xxx, 6xxx o 7xxx y por lo menos un segundo perfil macizo (2) de aleación de aluminio de la serie 2xxx, 6xxx o 7xxx, el correspondiente primer y segundo perfil obteniéndose por extrusión y teniendo cada uno un límite elástico de por lo menos 35 MPa y preferentemente de por lo menos 4 MPa;

(¡i) los correspondientes perfiles macizos se ensamblan por soldadura para formar un perfil hueco.

Descripción detallada de la invención

Salvo indicación contraria, todos los datos relativos a la composición química de las aleaciones se expresan en porcentaje en peso, en base al peso total de la aleación. La denominación de las aleaciones cumple con los reglamentos de The Aluminum Association conocidos por el especialista. Las definiciones de los estados metalúrgicos están indicados en la norma europea EN 515.

Salvo indicación contraria, las características mecánicas estáticas, en otros términos resistencia a la rotura Rm, límite elástico convencional al ,2% de alargamiento Rp,2 ("límite elástico") y alargamiento de rotura A%, se determinan por ensayo de tracción según la norma EN 12-1, la toma de muestra y la dirección del ensayo definiéndose en la norma EN 485-1.

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Reivindicaciones:

1. Perfil hueco formado por ensamblaje de por lo menos un primer perfil macizo (1) de aleación de aluminio con por lo menos un segundo perfil macizo (2) de aleación de aluminio, el correspondiente primer y segundo perfil obteniéndose por extrusión, caracterizado por lo que el ensamblaje se realiza por soldadura y por lo que el correspondiente primer y segundo perfil son de aleación de aluminio de la serie 2xxx, 6xxx o 7xxx y tienen cada uno un límite elástico de por lo menos 35 MPa y preferentemente de por lo menos 4 MPa.

2. Perfil hueco según la reivindicación 1 en el que por lo menos uno de los perfiles macizos tiene localmente un grosor inferior a los 2 mm y preferentemente inferior a 1 mm.

3. Perfil hueco según la reivindicación 1 o la reivindicación 2 que presenta en sección transversal dos alas laterales (3, 4) que forman los dos flancos laterales del correspondiente perfil, unidas en su base por un puente inferior (5) y en su parte mediana por un puente superior (6) para formar, hacia el vértice de las alas, una garganta, caracterizado por lo que el correspondiente puente superior (6) forma parte del correspondiente primer perfil macizo y el correspondiente puente Inferior (5) forma parte del correspondiente segundo perfil macizo.

4. Perfil hueco según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 caracterizado por lo que los correspondientes perfiles macizos son de una aleación de aluminio elegida dentro del grupo constituido por las aleaciones 682, 656, 613, 718, 72, 722, 775, 7349, 7449, 217, 214, 2196 y 2195.

5. Perfil hueco según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 caracterizado por lo que el primer perfil macizo es de una primera aleación de aluminio y el segundo perfil macizo es de una segunda aleación de aluminio distinta de la primera aleación.

6. Perfil hueco según la reivindicación 5 caracterizado por lo que la correspondiente primera aleación se elige dentro del grupo constituido por las aleaciones 682, 656, 613, 217, 214, 2196 y 2195 y la correspondiente segunda aleación se elige dentro del grupo constituido por las aleaciones 718, 72, 722, 775, 7349, 7449.

7. Perfil hueco según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 en el que el ensamblaje se efectúa por soldadura por fricción-agitación, soldadura por láser o soldadura por arco.

8. Llanta para rueda de bicicleta que comprende un perfil hueco según una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 7, el correspondiente perfil se curva antes o después del ensamblaje.

9. Llanta para rueda de bicicleta según la reivindicación 8 en la que el correspondiente segundo perfil macizo presenta un límite elástico superior al del primer perfil macizo.

1. Llanta de rueda según la reivindicación 8 o la reivindicación 9 en la que se utiliza una aleación de la familia 7xxx para realizar el correspondiente segundo perfil.

11. Rueda de bicicleta que comprende un buje, una llanta y radios tensados entre el buje y la llanta, caracterizada por lo que la rueda comporta una llanta según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 1.

12. Procedimiento de fabricación de un perfil hueco según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 en el que:

(i) se suministran por lo menos un primer perfil macizo (1) de aleación de aluminio de la serie 2xxx, 6xxx o 7xxx y por lo menos un segundo perfil macizo (2) de aleación de aluminio de la serie 2xxx, 6xxx o 7xxx, el correspondiente primer y segundo perfil obteniéndose por extrusión y teniendo cada uno un límite elástico de por lo menos 35 MPa y preferentemente de por lo menos 4 MPa;

(ii) los correspondientes perfiles macizos se ensamblan por soldadura para formar un perfil hueco.