Procedimiento y dispositivo para el conformado de piezas.

Procedimiento para la fabricación de piezas, en el que una pieza (4,

9, 33), principalmente de simetría rotativa, con un eje (22) de la pieza, es amarrada concéntricamente con un mandril interior (3, 16) previsto en el interior de la pieza (4, 9, 33), y es conformada mediante rodillos de compresión a través de una compresión radial con rodillos (7) exteriores de conformado, siendo reducido con ello, al menos por secciones, el espesor de la pared de la pieza (4), caracterizado por que el diámetro interior (18, 41) de la pieza (33) es ensanchado a través de la compresión con rodillos interiores de conformado (11) de una unidad interior de conformado, estando configurados los rodillos interiores de conformado (11) de tal forma que las superficies envolventes de sus superficies de rodadura definen respectivamente una envolvente en forma de tronco de cono, y las respectivas puntas del cono envolvente correspondiente se sitúan sobre los ejes de giro de los rodillos interiores de conformado, estando dispuestos además los rodillos interiores de conformado (11) de tal forma que los ejes de giro de los rodillos de conformado y los conos envolventes (20) se cortan todos en un punto sobre el eje (22) de la pieza, siendo accionados de forma giratoria el mandril interior (3, 16) con la pieza (4, 9, 33) alrededor del eje (22) de la pieza y/o los rodillos interiores y/o exteriores de conformado, y/o por que el diámetro exterior de la pieza (33) es reducido a través de una compresión con rodillos exteriores de conformado (24) de la unidad exterior de conformado, estando configurados los rodillos exteriores de conformado (24) de tal forma que las superficies envolventes de sus superficies de rodadura definen respectivamente una envolvente en forma de tronco de cono, y las respectivas puntas del cono envolvente (31) correspondiente se sitúan sobre los ejes de giro (34) de los rodillos exteriores (24) de conformado, estando dispuestos además los rodillos exteriores (24) de conformado de tal forma que los ejes de giro (34) de los rodillos de conformado y los conos envolventes (31) se cortan todos en un punto (21) sobre el eje (22) de la pieza.

Procedimiento y dispositivo para el conformado de piezas La invención se refiere a un procedimiento para el conformado de piezas, según el preámbulo de la reivindicación 1, así como a un dispositivo para el conformado de piezas según la reivindicación 5 (véase por ejemplo el documento US2010/0236122) .

Son conocidos procedimientos, como están representados en las figuras 1 (vista de un corte transversal) y 2 (vista de un corte longitudinal) , en los que una pieza 4 es puesta en rotación en una dirección 6 de giro, y a continuación es conformado a través de cilindros o rodillos 2, aproximados desde fuera a la pieza y alojados en una carcasa de alojamiento 1, bajo un desplazamiento relativo de la pieza 4 en una dirección axial de avance 5 respecto a los rodillos de conformado 2. En la mayoría de los casos, ese conformado tiene lugar de tal forma que los rodillos externos 2 de conformado comprimen en la zona del conformado al material de la pieza 4 contra un mandril interior 3, de forma que el material es llevado de forma parcialmente axial, radial y tangencial a un estado de fluencia, y ello conduce a una reducción del espesor de la pared de la pieza 4, resultando el espesor reducido de la pared que se quiere conseguir a través de la distancia entre el rodillo de conformado 2 y el mandril interior 3.

En ello, la posible reducción del espesor de la pared de la pieza 4 está limitada a través de la dimensión del espesor de la pared, de la resistencia del material, del rozamiento entre la pared interior del conformado previo 4 y el mandril interior 3, así como del posible número de rodillos de conformado 2 en el perímetro de la pieza 4.

La causa de esa limitación está en:

l) la magnitud de la fuerza que puede ser ejercida parcialmente a través del rodillo de conformado 2 en la pieza 4, y allí origina una tensión de fluencia, ll) la resistencia del material, la cual no puede ser influenciada por el procedimiento de conformado, lll) la magnitud del rozamiento entre la pieza 4 y el mandril interior 3, la cual está predeterminada a través del tipo de proceso, lV) el número de rodillos de conformado 2 que pueden ser utilizados en el perímetro de la pieza 4, V) las dimensiones del apoyo de los rodillos de conformado 2, la cual es determinada por otra parte por el tiempo de vida del apoyo y por su dimensión, así como por el tamaño de los rodillos de conformado.

Además, el efecto de la fuerza de presión de los rodillos de conformado 2 se reduce con el aumento del espesor de la pared a conformar, de forma que a partir de un determinado espesor de la pared ya no es posible llevar al material a un estado de fluencia en la zona de presión 7 (zona de efectividad) de los rodillos de conformado 2. Con ello, el espesor de las paredes a reducir con el conocido procedimiento de laminación a presión está limitado a través de la tensión de fluencia que falta en el material.

El objetivo de la invención es mostrar un procedimiento y un dispositivo en los que el conformado de piezas de simetría rotativa, con espesores de pared constantes o diferentes, sea también posible con mayores espesores de pared.

Este objetivo se alcanza a través de un procedimiento con las características de la reivindicación 1, y a través de un dispositivo con las características de la reivindicación 5. Formas de ejecución ventajosas se encuentran en las reivindicaciones subordinadas.

Está previsto, según la invención, que el diámetro interior de la pieza se amplíe a través de la presión de rodillos internos de conformado de una unidad interior de conformado o/y el diámetro exterior sea reducido a través de la presión de rodillos externos de conformado; en las formas citadas de proceder puede ser desplazado también el mandril interior a través de la unidad interior de conformado. A través de las compresiones descritas puede ejercerse presión tanto por fuera como por dentro sobre la pared de la pieza, y asegurarse la fluidez también en el caso de paredes más gruesas. Los rodillos internos de conformado está configurados en ello de una forma determinada, a saber, de tal forma que la superficie envolvente de la superficies de rodadura de los rodillos internos de conformado definen respectivamente un tronco cónico envolvente. Los conos correspondientes presentan respectivamente puntas de cono. Según la invención, todas esas puntas están situadas sobre los ejes de giro de los rodillos internos de conformado. Además, los rodillos internos de conformado estás dispuestos de tal manera que los ejes de giro de los rodillos se cortan todos en un punto sobre el eje de giro de la pieza, cayendo también los puntos definidos por las puntas de los conos sobre ese punto conjunto de corte. En ello, el mandril interior con la pieza puede ser accionado alrededor del eje de la pieza. Alternativamente, los rodillos de conformado interiores y/o exteriores pueden ser accionados también de forma giratoria. La misma geometría, con el punto de corte conjunto como se ha descrito para los rodillos interiores de conformado, puede estar prevista también alternativamente, o bien adicionalmente para los rodillos exteriores de conformado.

A través del procedimiento según la invención se consigue que la tensión de fluencia en la zona de conformado en las paredes de la pieza se incremente a través de unidades de conformado internas y externas, en una pieza

accionada, en las cuales los rodillos internos y los rodillos externos adyacentes tienen una distancia tangencial mínima entre ellos, y así permiten una maximización de los rodillos de conformado en el perímetro del diámetro de contacto en la pieza. Esto puede ser alcanzado también a través de unidades accionadas de conformado internas y externas en una pieza estática.

La invención se describe a continuación más detalladamente según las figuras 1 a 8.

Figura 1 - muestra una vista de una sección longitudinal de un dispositivo según el estado de la técnica, Figura 2 - muestra una vista esquemática de una sección transversal, para la aclaración de las zonas de acción de los rodillos de conformado, en un dispositivo según el estado de la técnica, Figura 3 - muestra una vista de una sección longitudinal de una parte de un dispositivo según una primera forma de ejecución según la invención, Figura 4 - muestra una vista de una sección transversal de la pieza del dispositivo mostrada en la figura 3, en el plano de corte A-A, Figura 5 - muestra una vista de una sección longitudinal del mandril interior con rodillos interiores de conformado, Figura 6 - muestra una vista de una sección longitudinal de una pieza de un dispositivo según una segunda forma de ejecución según la invención, Figura 7 - muestra una vista de una sección transversal de la pieza del dispositivo mostrada en la figura 6, en el plano de corte B-B, Figura 8 - muestra una vista esquemática de una sección transversal, para la aclaración de las zonas de acción de los rodillos de conformado, en un dispositivo según el estado de la técnica.

En las figuras 3 a 5 se muestra una primera forma de ejecución según la invención. La unidad de conformado exterior está realizada mediante los rodillos exteriores de conformado 2, representados también en las figuras 1 y 2. A fin de agrandar la zona de presión 7 (ver la figura 4) en la profundidad de la pared de la pieza, se utiliza, según la invención, una unidad interior de conformado, mostrada en las figuras 5 y 6, en lugar del mandril interior sencillo 3 mostrado en la figura 1. Esa unidad interior de conformado consigue, a través de presionar con rodillos interiores de conformado sobre el lado interior de la pieza 9, una zona de presión 8 más ancha, la cual se prolonga radialmente desde el lado interior de la pieza 9 hacia fuera. Esto está mostrado en la figura 4. A través de las unidades de conformado a ambos lados se originan en ello dos zonas de presión 7, 8 que se solapan, y con ello incrementan considerablemente la posibilidad de reducción existente del espesor 10 de la pared, o bien permiten una resistencia más elevada del material a conformar, con una reducción del espesor de la pared que permanece igual.

En el ejemplo mostrado, esta unidad de conformado interior presenta varios rodillos cónicos dispuestos de forma tangencial a la pieza 9, los cuales pueden ser posicionados tangencial y axialmente respecto a la pieza 9 como rodillos de conformado 11, alojados especialmente en una jaula 12, 13. La jaula se mantiene unida con tornillos 14, y puede ajustarse axialmente. Los rodillos de conformado 11 se apoyan sobre un mandril interior 16, especialmente cónico, el cual está sujeto a una sección 17 de prolongación cuyo diámetro es menor que el diámetro interior 18, conformado o a conformar,... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la fabricación de piezas, en el que una pieza (4, 9, 33) , principalmente de simetría rotativa, con un eje (22) de la pieza, es amarrada concéntricamente con un mandril interior (3, 16) previsto en el interior de la pieza (4, 9, 33) , y es conformada mediante rodillos de compresión a través de una compresión radial con rodillos (7) exteriores de conformado, siendo reducido con ello, al menos por secciones, el espesor de la pared de la pieza (4) , caracterizado por que el diámetro interior (18, 41) de la pieza (33) es ensanchado a través de la compresión con rodillos interiores de conformado (11) de una unidad interior de conformado, estando configurados los rodillos interiores de conformado (11) de tal forma que las superficies envolventes de sus superficies de rodadura definen respectivamente una envolvente en forma de tronco de cono, y las respectivas puntas del cono envolvente correspondiente se sitúan sobre los ejes de giro de los rodillos interiores de conformado, estando dispuestos además los rodillos interiores de conformado (11) de tal forma que los ejes de giro de los rodillos de conformado y los conos envolventes (20) se cortan todos en un punto sobre el eje (22) de la pieza, siendo accionados de forma giratoria el mandril interior (3, 16) con la pieza (4, 9, 33) alrededor del eje (22) de la pieza y/o los rodillos interiores y/o exteriores de conformado, y/o por que el diámetro exterior de la pieza (33) es reducido a través de una compresión con rodillos exteriores de conformado (24) de la unidad exterior de conformado, estando configurados los rodillos exteriores de conformado (24) de tal forma que las superficies envolventes de sus superficies de rodadura definen respectivamente una envolvente en forma de tronco de cono, y las respectivas puntas del cono envolvente (31) correspondiente se sitúan sobre los ejes de giro (34) de los rodillos exteriores (24) de conformado, estando dispuestos además los rodillos exteriores (24) de conformado de tal forma que los ejes de giro (34) de los rodillos de conformado y los conos envolventes (31) se cortan todos en un punto (21) sobre el eje (22) de la pieza.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que el diámetro exterior de la pieza es reducido a través de la unidad exterior de conformado (24, 44) , y al mismo tiempo el diámetro interior de la pieza es ampliado a través de la unidad interior de conformado (7, 23) , estando posicionadas las unidades de conformado de tal forma que, en la pieza (33) , las distintas zonas de compresión de los rodillos exteriores de conformado (24) se superponen axialmente con las distintas zonas de compresión de los rodillos interiores de conformado, con referencia a la dirección del eje (22) de la pieza.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que las unidades de conformado interiores y exteriores son accionadas respectivamente mediante un accionamiento propio, de forma axial y tangencial, con referencia al eje longitudinal (22) de la pieza, siendo amarrada la pieza (33) de forma fija.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que varias unidades exteriores de conformado reducen el diámetro exterior, al mismo tiempo que varias unidades interiores de conformado amplían el diámetro interior.

5. Dispositivo para la fabricación de piezas, con un mandril interior (3, 16) alrededor del cual puede ser alojada concéntricamente una pieza (4, 9, 33) , principalmente de simetría rotativa, con un eje (22) de la pieza, con una unidad exterior de conformado con rodillos (7) exteriores de conformado, los cuales están concebidos para conformar la pieza mediante compresión radial con los rodillos (7) exteriores de conformado, bajo la reducción, al menos por secciones, del espesor de la pared de la pieza (4, 9, 33) , caracterizado por que está prevista una unidad interior de conformado con rodillos interiores de conformado (11) para ampliar el diámetro interior (18, 41) de la pieza (33) , estando configurados los rodillos interiores de conformado (11) de tal forma que las superficies envolventes de sus superficies de rodadura definen respectivamente una envolvente en forma de tronco de cono, y las respectivas puntas del cono envolvente correspondiente se sitúan sobre los ejes de giro de los rodillos interiores de conformado, estando dispuestos además los rodillos interiores de conformado (11) de tal forma que los ejes de giro de los rodillos de conformado y los conos envolventes (20) se cortan todos en un punto (21) sobre el eje (22) de la pieza, pudiendo accionarse de forma giratoria el mandril interior (3, 16) con la pieza (4, 9, 33) alrededor del eje

(22) de la pieza, o bien los rodillos interiores y/o exteriores de conformado, y/o por que los rodillos exteriores de conformado (24) están configurados de tal forma que las superficies envolventes de sus superficies de rodadura definen respectivamente una envolvente en forma de tronco de cono, y las respectivas puntas del cono envolvente

(31) correspondiente se sitúan sobre los ejes de giro (34) de los rodillos exteriores (24) de conformado, estando dispuestos además los rodillos exteriores (24) de conformado de tal forma que los ejes de giro (34) de los rodillos de conformado y los conos envolventes (31) se cortan todos en un punto (35) sobre el eje (22) de la pieza.

6. Dispositivo según una reivindicación 5, caracterizado por que los rodillos de conformado presentan varias perfilaciones.

7. Dispositivo según una de las reivindicaciones 5 o 6, caracterizado por que las unidades interiores y exteriores de conformado presentan respectivamente un accionamiento axial y tangencial propio, con referencia al eje (22) de la pieza.

8. Dispositivo según una de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado por que el mismo presenta varias unidades de conformado exterior y varias unidades de conformado interior.