Procedimiento de fabricación de una biela mecánica tubular, y biela obtenida mediante dicho procedimiento.

Procedimiento de fabricación de una biela tubular que comprende un cuerpo hueco

(19) y, en cada uno de los extremos de este cuerpo, una cabeza (5, 9), estando este procedimiento caracterizado por que comprende las etapas siguientes:

a) fabricación de una pieza de una sola pieza (P), que comprende dicho cuerpo hueco (19) y una primera parte extrema (M) que forma o que está destinada a formar una de dichas cabezas,

b) ensamblaje de una segunda parte (5) en el otro extremo de dicho cuerpo hueco (19), formando esta segunda parte, o estando destinada a formar, la otra de dichas cabezas, y comprendiendo esta segunda parte un orificio mecanizado (21) que establece una comunicación entre el exterior y el interior de dicho cuerpo hueco (19),

c) inspección y/o mecanización de la zona de ensamblaje (23) en el interior de dicho cuerpo hueco, pasando por dicho orificio mecanizado (21).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2011/052566.

Solicitante: AIRCELLE.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: ROUTE DU PONT 8 76700 GONFREVILLE L'ORCHER FRANCIA.

Inventor/es: KERMARREC,FABIEN, VIEL,CYRILLE.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > ARBOLES; ARBOLES FLEXIBLES; MEDIOS MECANICOS PARA... > Bielas u órganos de unión similares que giran en... > F16C7/02 (Estructura de las bielas de longitud fija)

PDF original: ES-2527391_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento de fabricación de una biela mecánica tubular, y biela obtenida mediante dicho procedimiento.

La presente invención se refiere a un procedimiento de fabricación de una biela mecánica tubular, y a una biela mecánica obtenida mediante dicho procedimiento.

Se utilizan unas bielas mecánicas tubulares, es decir de cuerpo hueco, en particular en los campos en los que la búsqueda de ahorro de peso es una preocupación constante.

Entre estos campos, existe en particular el de la aeronáutica: las bielas mecánicas tubulares se utilizan por ejemplo en los trenes de aterrizaje (barra de freno) , en los sistemas de mantenimiento en posición abierta de los capós de mantenimiento (capó motor, etc.) , en los sistemas de suspensiones de motores (interfaz que transmite el empuje entre el motor y el mástil del ala) , etc.

Una biela mecánica tubular está compuesta clásicamente por un cuerpo hueco, que comprende en cada uno de sus extremos una cabeza.

Cada cabeza está conformada típicamente como brida macho o hembra, de manera que permita la fijación de la biela por clavija o cualquier otro medio a los elementos con los que debe cooperar.

Se conoce a partir de la técnica anterior, y en particular del documento EP 1 870 196, un procedimiento de fabricación de una biela tubular en la que se fabrica separadamente el cuerpo hueco de la biela por un lado y las dos cabezas de la biela por otro, y después se aplicarán estas cabezas a cada uno de los extremos del cuerpo hueco, por soldadura.

El inconveniente de este procedimiento anterior reside en el hecho de que se deben realizar unas operaciones de soldadura en dos sitios distintos de la biela.

Además, con esta concepción anterior, no es posible ni inspeccionar ni mecanizar las partes de los cordones de soldadura que desembocan en el interior del cuerpo hueco de la biela, debido a su encierro en el interior del volumen definido por este cuerpo hueco.

El accidente geométrico que resulta de la parte inferior del pie del cordón de soldadura induce, además, una concentración local de tensiones que necesita engrosar localmente la zona a soldar.

Por consiguiente, se necesita prever un sobreespesor local (a nivel de las zonas de ensamblaje) de la aleación metálica (típicamente a base de níquel, de titanio o de aluminio) que forma la biela. El sobrepeso aferente a ello se duplica por lo tanto en presencia de dos soldaduras.

Para resolver este último inconveniente, se pensó realizar una soldadura única de dos mitades de biela que incorporan cada una sus cabezas respectivas, estando cada mitad formada de una sola pieza: esta solución, descrita en el documento EP 0 839 593, permite efectivamente una reducción del peso global de la biela con respecto a una biela de dos soldaduras, pero no resuelve el problema de la inspección y de la mecanización de la parte interior del cordón de soldadura.

La presente invención tiene así en particular como objetivo proporcionar un procedimiento de fabricación de una biela mecánica tubular que comprende un cuerpo hueco y, en cada uno de los extremos de este cuerpo, una cabeza, siendo este procedimiento destacable por que comprende las etapas siguientes:

a) fabricación de una pieza de una sola pieza, que comprende dicho cuerpo hueco y una primera parte extrema que forma o que está destinada a formar una de dichas cabezas, b) ensamblaje (por soldadura, pegado, atornillado, enclavijado, etc.) de una segunda parte en el otro extremo de dicho cuerpo hueco, formando esta segunda parte, o estando destinada a formar, la otra de dichas cabezas, y comprendiendo esta segunda parte un orificio mecanizado que establece una comunicación entre el exterior y el interior de dicho cuerpo hueco, c) inspección y/o mecanización de la zona de ensamblaje en el interior de dicho cuerpo hueco, pasando por dicho orificio mecanizado.

Gracias a estas características, el procedimiento según la invención permite, una vez realizada la operación de ensamblaje, inspeccionar la calidad del ensamblaje en el interior del cuerpo hueco, introduciendo las herramientas de control apropiadas para el orificio mecanizado mencionado anteriormente.

Este orificio mecanizado permite además introducir unas herramientas que permiten mecanizar la zona de

ensamblaje en el interior del cuerpo hueco de la biela: esto permite obtener una superficie interna lisa o que presenta muy pocos radios, permitiendo minimizar tanto como sea posible la concentración de tensiones en la zona de ensamblaje.

Según otras características opcionales del procedimiento según la invención:

- dicho ensamblaje está seleccionado de entre el grupo que comprende la soldadura, el atornillado, el enclavijado, el pegado;

- la etapa a) comprende las subetapas que comprenden, a partir de un semielaborado cilíndrico macizo:

- a1) la realización de una perforación de extracción de núcleo en el interior de este semielaborado, -a2) la realización de un mecanizado interno y de un mecanizado externo de este semielaborado, de manera que se obtenga una preforma tubular;

- la etapa a) comprende la subetapa a2) que comprende, a partir de un semielaborado cilíndrico hueco obtenido por forjado, laminado y/o extrusión, la realización de un mecanizado interno y de un mecanizado externo de este semielaborado, de manera que se obtenga una preforma tubular;

- la etapa a) comprende además la subetapa suplementaria a3) posterior a la etapa a2) , que comprende el fluotorneado de dicha preforma tubular: el fluotorneado, que consiste en deformar la preforma sobre un mandril por conformación mediante una o más moletas, permite obtener, de manera sencilla, rápida y sin arranque de material, las variaciones de grosor externo deseadas en el grosor del cuerpo hueco de la biela;

- la etapa a) comprende además una subetapa a4) que consiste en someter a la pieza obtenida por fluotorneado de dicha preforma tubular, a un tratamiento térmico que tiene como objetivo relajar las tensiones inducidas por las operaciones de fluotorneado. La eliminación de estas tensiones tiene como objetivo minimizar las deformaciones de la materia cuando tienen lugar las operaciones siguientes de ensamblaje (soldadura, etc.) y de acabado;

- la etapa a) comprende además una subetapa a5) , que consiste en mecanizar dicha primera parte extrema de manera que se le dé su geometría casi final de cabeza de biela, pudiendo esta geometría ser seleccionada de entre el grupo que comprende una brida macho y una brida hembra;

- después de la etapa c) se encuentra una etapa que consiste en mecanizar dicha primera parte extrema de manera que se le dé su geometría casi final de cabeza de biela, pudiendo esta geometría ser seleccionada de entre el grupo que comprende una brida macho y una brida hembra;

- antes de la etapa b) se encuentra una etapa que consiste en mecanizar dicha segunda parte extrema de manera que se le dé su geometría casi final de cabeza de biela, pudiendo esta geometría ser seleccionada de entre el grupo que comprende una brida macho y una brida hembra;

- después de la etapa c) se encuentra una etapa que consiste en mecanizar dicha segunda parte extrema de 45 manera que se le dé su geometría casi final de cabeza de biela, pudiendo esta geometría ser seleccionada de entre el grupo que comprende una brida macho y una brida hembra;

- el ensamblaje previsto en la etapa b) se realiza según uno de los procedimientos comprendidos en el grupo que comprende:

- la soldadura mediante unos medios de alta energía, seleccionados de entre el grupo que comprende la soldadura láser y la soldadura con haz de electrones, que puede necesitar además la introducción de un cortafuego en... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento de fabricación de una biela tubular que comprende un cuerpo hueco (19) y, en cada uno de los extremos de este cuerpo, una cabeza (5, 9) , estando este procedimiento caracterizado por que comprende las etapas siguientes:

a) fabricación de una pieza de una sola pieza (P) , que comprende dicho cuerpo hueco (19) y una primera parte extrema (M) que forma o que está destinada a formar una de dichas cabezas, b) ensamblaje de una segunda parte (5) en el otro extremo de dicho cuerpo hueco (19) , formando esta segunda parte, o estando destinada a formar, la otra de dichas cabezas, y comprendiendo esta segunda parte un orificio mecanizado (21) que establece una comunicación entre el exterior y el interior de dicho cuerpo hueco (19) , c) inspección y/o mecanización de la zona de ensamblaje (23) en el interior de dicho cuerpo hueco, pasando por dicho orificio mecanizado (21) .

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicho ensamblaje se selecciona de entre el grupo que comprende la soldadura, el atornillado, el enclavijado, el pegado.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 o 2, en el que la etapa a) comprende las subetapas que comprenden, a partir de un semielaborado cilíndrico macizo:

- a1) la realización de una perforación de extracción de núcleo en el interior de este semielaborado, -a2) la realización de un mecanizado interno y de un mecanizado externo de este semielaborado, de manera que se obtenga una preforma tubular.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 o 2, en el que la etapa a) comprende la subetapa a2) que comprende, a partir de un semielaborado cilíndrico hueco obtenido por forjado, laminado y/o extrusión, la realización de un mecanizado interno y de un mecanizado externo de este semielaborado, de manera que se obtenga una preforma tubular.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 3 o 4, en el que la etapa a) comprende además la subetapa suplementaria a3) posterior a la etapa a2) que comprende el fluotorneado de dicha preforma tubular.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, en el que la etapa a) comprende además una subetapa a4) que consiste en someter la pieza (P) obtenida por fluotorneado de dicha preforma tubular, a un tratamiento térmico que tiene como objetivo relajar las tensiones inducidas por las operaciones de fluotorneado.

7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la etapa a) comprende además una subetapa a5) , que consiste en mecanizar dicha primera parte extrema (M) de manera que se le dé su geometría casi final de cabeza de biela (9) , pudiendo esta geometría ser seleccionada de entre el grupo que comprende una brida macho y una brida hembra.

8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que después de la etapa c) , se encuentra una etapa que consiste en mecanizar dicha primera parte extrema (M) de manera que se le dé su geometría casi final de cabeza de biela (9) , pudiendo esta geometría ser seleccionada de entre el grupo que comprende una brida macho y una brida hembra.

9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que antes de la etapa b) se encuentra una etapa que consiste en mecanizar dicha segunda parte extrema de manera que se le dé su geometría casi final de cabeza de biela (5) , pudiendo esta geometría ser seleccionada de entre el grupo que comprende una brida macho y una brida hembra.

10. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que después de la etapa c) se encuentra una etapa que consiste en mecanizar dicha segunda parte extrema de manera que se le dé su geometría final de cabeza de biela (5) , pudiendo esta geometría ser seleccionada de entre el grupo que comprende una brida macho y una brida hembra.

11. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el ensamblaje previsto en la etapa b) se realiza según uno de los procedimientos comprendidos en el grupo que comprende:

- la soldadura mediante unos medios de alta energía, seleccionados de entre el grupo que comprende la soldadura láser y la soldadura con haz de electrones, que puede necesitar además la introducción de un cortafuego en el interior del cuerpo hueco de la biela, mediante dicho orificio mecanizado, 7

- la soldadura mediante unos medios de fricción, seleccionados de entre el grupo que comprende la fricción por inercia, la fricción controlada, la soldadura por fricción-agitación (o "Friction Stir Welding") , -la soldadura mediante unos medios con arco, seleccionados de entre el grupo que comprende la soldadura TIG ("Tunsten Inert Gas") , la soldadura por plasma, -el atornillado de dicha segunda parte extrema sobre el cuerpo tubular, -el enclavijado de dicha segunda parte extrema sobre el cuerpo tubular;

12. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la inspección de la etapa c) se realiza con unos medios de control no destructivos, seleccionados de entre el grupo que comprende el control por rayos X, el control por resudación, el control por ultrasonidos, el control magnetoscópico, el control por corrientes de Foucault.

13. Procedimiento según la reivindicación 6, en el que después de dicho tratamiento térmico se encuentra una etapa de acabado del mecanizado de los dos extremos de la biela.

14. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende una etapa final de acabado del estado de superficie de la biela.

15. Procedimiento según la reivindicación 14, en el que dicha etapa de acabado se realiza mediante un procedimiento seleccionado de entre el grupo que comprende en enarenado, el granallado, el decapado, la pintura u 25 otro tratamiento de superficie.

16. Biela tubular (1) obtenida mediante un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores.