Método para fabricar juntas entre miembros en forma de lámina con una capa adhesiva intermedia y aparato para llevar a cabo dicho método.

Método para unir piezas de trabajo superpuestas (9, 10) en forma de láminas de material del mismo o de diferentes tipos,

metálico o no metálico, entre sí por medio de encolado con un adhesivo apropiado en combinación con remachado por embutido,

- en el cual una herramienta que comprende una primera y una segunda partes de herramienta generalmente coaxiales diferentes, coopera para producir dicha junta,

- comprendiendo dicha primera parte de herramienta un punzón (1) con una superficie de impacto generalmente plana, rodeada por un extractor (2) con una superficie de impacto generalmente plana,

- comprendiendo dicha segunda parte de herramienta un troquel con una superficie de impacto generalmente plana que rodea una cavidad del troquel en cuya parte inferior está dispuesto un yunque con una superficie de impacto generalmente plana, comprendiendo el método las etapas de:

a - colocar las piezas de trabajo con una capa intermedia de adhesivo entre dichas primera y segunda partes de herramienta,

b - impulsar a dicho punzón (1) de dicha primera parte de herramienta en la dirección de dicho troquel y yunque cooperantes de dicha segunda parte de herramienta para formar dicha junta entre dichas piezas de trabajo estirando dichas piezas de trabajo a una parte en forma de copa o sobresaliente que tiene una pared lateral y una pared inferior y comprimiendo posteriormente dicha pared inferior creando una extrusión lateral de la misma, formando de este modo una forma lateralmente agrandada que bloquea mecánicamente las piezas de trabajo,

caracterizado porque el método comprende, además, las siguientes etapas antes de dicha etapa b:

A - colocar y bloquear dicho punzón (1) y dicho extractor (2) de dicha primera parte de herramienta uno con respecto al otro de modo que dichas superficies de impacto generalmente planas presenten una primera superficie de impacto o de prensado común, esencialmente plana (6) de la primera parte de herramienta, que tiene esencialmente el mismo tamaño y forma que una segunda superficie de impacto o de prensado esencialmente plana de la segunda parte de herramienta que comprende al menos dicha superficie de impacto generalmente plana del troquel,

B - acercar dichas superficies de prensado una con respecto a la otra para contactar con las piezas de trabajo desde lados opuestos,

C - aplicar una fuerza a al menos una de dichas superficies de impacto o de prensado de las primera y segunda partes de herramienta prensando las piezas de trabajo (9, 10) una contra la otra con la capa intermedia de adhesivo, sobre una superficie correspondiente a dichas superficies de impacto o de prensado para desplazar lateralmente el exceso de adhesivo fuera de la zona correspondiente de las piezas de trabajo.

Método para fabricar juntas entre miembros en forma de lámina con una capa adhesiva intermedia y aparato para llevar a cabo dicho método.

Campo técnico La presente invención se refiere a un método para unir material en forma de lámina del mismo o de diferentes tipos, metálico o no metálico, entre sí por medio de encolado en combinación con remachado por embutido. La invención también se refiere a un aparato para llevar a cabo dicho método.

Los aparatos o máquinas podrían ser de tipo estacionario o de mano y la fuente de energía podría ser, por ejemplo, eléctrica, hidráulica o neumática.

Técnica antecedente Los métodos y aparatos para unir miembros en forma de lámina entre sí, produciendo de este modo juntas a prueba de fugas o no a prueba de fugas, son bien conocidos en la técnica anterior, por ejemplo del documento JP 2008 290 111 A.

Una junta de este tipo podría fabricarse por medio de estiraje de dichos miembros en forma de lámina a una parte en forma de copa o sobresaliente que tiene una pared lateral cilíndrica o ligeramente cónica y una pared inferior y posteriormente comprimiendo dicha pared inferior creando una extrusión lateral de la misma, formando de este modo una forma lateralmente agrandada que bloquea mecánicamente los miembros en forma de lámina. Esta técnica se denomina habitualmente como remachado por embutido en la técnica.

Los métodos y herramientas de acuerdo con la técnica anterior utilizan los bien conocidos principios de una o dos etapas. En el método de una etapa todo el procedimiento para fabricar la junta tiene lugar durante un único movimiento relativo entre un punzón y un troquel y yunque cooperantes. En un método de dos etapas, la compresión final del material tiene lugar durante una segunda operación de prensado fuera de la cavidad del troquel.

Una herramienta adecuada comprende generalmente dos partes de herramienta diferentes, que cooperan para producir dicha junta. Una primera parte de herramienta tiene la forma de un punzón que, en un movimiento lineal, es impulsada en la dirección de una segunda parte de herramienta coaxial en forma de un troquel con una cavidad del troquel en cuya parte inferior se dispone un yunque.

Para fabricar la junta, los miembros en forma de lámina se colocan habitualmente contra, y descansando sobre, la segunda parte de herramienta, el troquel, que podría estar provisto de elementos de troquel móviles dispuestos en algunas realizaciones deslizándose lateralmente sobre una superficie de soporte contra las fuerzas procedentes de un elemento de resorte. El elemento de resorte está constituido generalmente por un anillo hecho de un elastómero o un resorte metálico de forma toroidal que rodea a los elementos móviles del troquel.

Cuando se encola el material en forma de lámina conjuntamente, la combinación con remachado por embutido es muy útil para fijar las piezas de trabajo entre sí en posiciones relativas predefinidas antes de que el adhesivo se cure.

Sin embargo, cuando se fabrica una junta solapada entre dos piezas de trabajo situadas una encima de la otra con una capa intermedia de adhesivo viscoso, aún no curado, el exceso de adhesivo en la zona en la que se va a fabricar la junta solapada será perjudicial para la calidad de la junta.

Por lo tanto, antes de que comience el auténtico proceso de unión, hay que retirar localmente el adhesivo de la zona de la junta pretendida.

Breve descripción de la invención Un objeto de la presente invención es proporcionar un método para fabricar juntas entre miembros en forma de lámina superpuestos con una capa intermedia de un adhesivo viscoso, que crea juntas de alta calidad.

Por medio del método de acuerdo con la invención, el adhesivo se desplaza desde la zona en la que se va a fabricar la junta antes de que esté teniendo lugar la auténtica unión de las piezas de trabajo. Esto significa que los efectos no deseados del exceso de adhesivo se minimizarán.

Un objeto adicional de la presente invención es proporcionar un aparato para llevar a cabo el método de acuerdo con la invención.

La presente invención, que proporciona una solución a dichos problemas técnicos, se caracteriza de acuerdo con las reivindicaciones adjuntas.

Breve descripción de las figuras Otros objetos y ventajas de esta invención serán evidentes a partir de la lectura de esta descripción, que se desarrolla en referencia a los dibujos adjuntos que forman parte de la misma y en los que:

Las figuras 1A-C muestran tres etapas o fases en una primera realización del método de acuerdo con la invención,

La figura 2 muestra una segunda realización de un cabezal de herramienta de acuerdo con la invención.

La figura 3 muestra una tercera realización de un cabezal de herramienta de acuerdo con la invención.

Las figuras 4A-B muestran una segunda parte de herramienta con una disposición de troquel-yunque que puede usarse en el método de acuerdo con la invención.

La figura 5 muestra otra disposición de troquel-yunque, que puede usarse en el método de acuerdo con la invención La figura 6 muestra una realización de las partes de herramienta cooperantes de acuerdo con la invención.

La figura 7 muestra de forma esquemática una realización adicional para desplazar adhesivo de acuerdo con la invención.

Las figuras 8A-C muestran tres etapas o fases en una realización adicional del método de acuerdo con la invención.

Descripción detallada de la invención Para simplificar la descripción, en lo sucesivo se supone que las dos partes de herramienta están trabajando juntas a lo largo de un eje vertical con el punzón y extractor de la primera parte de herramienta moviéndose hacia abajo contra una combinación de troquel-yunque de una segunda parte de herramienta estática. Está claro, sin embargo, que dicho eje puede tener cualquier orientación en el espacio sin cambiar el principio de la presente invención. Y también está claro que los movimientos de las partes de herramienta podrían invertirse, de modo que dicha segunda parte de herramienta se movería contra una primera parte de herramienta estática.

Las figuras 1A-C muestran tres etapas o fases en una primera realización del método de acuerdo con la invención.

La figura 1A muestra un cabezal de herramienta 8 que comprende un punzón 1 y un extractor 2. El punzón 1 está dispuesto fijado al cabezal de herramienta 8 mientras que el extractor 2 es móvil de manera coaxial con el cabezal de herramienta 8.

En una primera fase, el punzón 1 y el extractor 2 están colocados uno con respecto al otro y al cabezal de herramienta 8, verticalmente desplazados de modo que presenten conjuntamente una superficie inferior 6 común, esencialmente plana, formada por la superficie de impacto esencialmente plana del punzón y la superficie de impacto esencialmente plana en forma de anillo circundante del extractor. En la figura 1A, el extractor está montado sobre una disposición de cilindro-pistón 7, 3 que forma parte integrante del cabezal de herramienta 8. El pistón 3 es solicitado a su posición inferior por medio de un resorte 4. Esta disposición forma el estado inicial de la primera parte de herramienta.

Dos piezas de trabajo 9, 10 colocadas una encima de la otra con una capa intermedia de adhesivo viscoso, aún no curado descansan contra la superficie superior de la segunda parte de herramienta estática. Esta parte de herramienta que solamente se ilustra esquemáticamente comprende, en esta realización, un yunque 11 y un troquel que tiene dos o varios elementos de troquel desplazables lateralmente 12. Los elementos de troquel se muestran, en este ejemplo, descansando contra una superficie de soporte 13 perpendicular al eje vertical de la parte de herramienta.

En el ejemplo ilustrado, la superficie de soporte para las piezas de trabajo muestra una cavidad que es la cavidad del troquel expuesta al lado inferior de las piezas de trabajo 10 que descansa contra la superficie de impacto del troquel. Ejemplos adicionales de la segunda parte de herramienta se describirán más adelante.

En la segunda fase, ilustrada en la figura 1B, todo el cabezal de herramienta 8 desciende para establecer contacto con la pieza de trabajo superior 9 que se unirá conjuntamente con la pieza de trabajo inferior 10 por medio de encolado en combinación con remachado por embutido. Una primera fuerza F1 es aplicada al cabezal de herramienta 8 y al mismo tiempo o antes una presión neumática o preferentemente hidráulica P1 se aplica al cilindro 7 a través de la abertura 5.

La fuerza procedente de la presión hidráulica P1 sobre la superficie del pistón más la fuerza procedente del... [Seguir leyendo]

1. Método para unir piezas de trabajo superpuestas (9, 10) en forma de láminas de material del mismo o de diferentes tipos, metálico o no metálico, entre sí por medio de encolado con un adhesivo apropiado en combinación con remachado por embutido,

- en el cual una herramienta que comprende una primera y una segunda partes de herramienta generalmente coaxiales diferentes, coopera para producir dicha junta,

- comprendiendo dicha primera parte de herramienta un punzón (1) con una superficie de impacto generalmente plana, rodeada por un extractor (2) con una superficie de impacto generalmente plana,

- comprendiendo dicha segunda parte de herramienta un troquel con una superficie de impacto generalmente plana que rodea una cavidad del troquel en cuya parte inferior está dispuesto un yunque con una superficie de impacto generalmente plana,

comprendiendo el método las etapas de:

a - colocar las piezas de trabajo con una capa intermedia de adhesivo entre dichas primera y segunda partes de herramienta,

b - impulsar a dicho punzón (1) de dicha primera parte de herramienta en la dirección de dicho troquel y yunque cooperantes de dicha segunda parte de herramienta para formar dicha junta entre dichas piezas de trabajo estirando dichas piezas de trabajo a una parte en forma de copa o sobresaliente que tiene una pared lateral y una pared inferior y comprimiendo posteriormente dicha pared inferior creando una extrusión lateral de la misma, formando de este modo una forma lateralmente agrandada que bloquea mecánicamente las piezas de trabajo,

caracterizado porque el método comprende, además, las siguientes etapas antes de dicha etapa b:

A - colocar y bloquear dicho punzón (1) y dicho extractor (2) de dicha primera parte de herramienta uno con respecto al otro de modo que dichas superficies de impacto generalmente planas presenten una primera superficie de impacto o de prensado común, esencialmente plana (6) de la primera parte de herramienta, que tiene esencialmente el mismo tamaño y forma que una segunda superficie de impacto o de prensado esencialmente plana de la segunda parte de herramienta que comprende al menos dicha superficie de impacto generalmente plana del troquel,

B - acercar dichas superficies de prensado una con respecto a la otra para contactar con las piezas de trabajo desde lados opuestos,

C - aplicar una fuerza a al menos una de dichas superficies de impacto o de prensado de las primera y segunda partes de herramienta prensando las piezas de trabajo (9, 10) una contra la otra con la capa intermedia de adhesivo, sobre una superficie correspondiente a dichas superficies de impacto o de prensado para desplazar lateralmente el exceso de adhesivo fuera de la zona correspondiente de las piezas de trabajo.

2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicha primera superficie de impacto o de prensado común, esencialmente plana de la primera parte de herramienta, es al menos dos veces tan grande como la superficie de impacto del punzón.

3. Método de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque comprende la etapa adicional antes de la etapa B de:

D - colocar y bloquear dicho troquel (18) y dicho yunque (19) de dicha segunda parte de herramienta uno con respecto al otro, de modo que dichas superficies de impacto generalmente planas de dichos troquel y yunque presenten respectivamente dicha superficie de impacto o de prensado esencialmente plana común de la segunda parte de herramienta.

4. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque comprende la etapa adicional de:

- añadir calor a las piezas de trabajo durante al menos una de las etapas B y C para incrementar la eficacia del flujo hacia fuera del adhesivo.

5. Método de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque comprende la etapa adicional de:

- incrementar la temperatura de al menos una de dichas superficies de impacto o de prensado de las primera y segunda partes de herramienta respectivamente,

- transferir el calor a las piezas de trabajo durante al menos la etapa C.

6. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque comprende la etapa adicional de:

- medir el grosor del adhesivo restante en la etapa C.

7. Método de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado porque comprende la etapa adicional de:

- prensar las piezas de trabajo (9, 10) una contra la otra hasta que un grosor restante del adhesivo sea de 0, 1 a 0, 2 mm.

8. Aparato para unir piezas de trabajo superpuestas (9, 10) en forma de láminas de material del mismo o de diferentes tipos, metálico o no metálico, entre sí por medio de encolado en combinación con remachado por embutido,

- que comprende una herramienta con una primera y una segunda partes de herramienta generalmente coaxiales diferentes, que cooperan para producir dicha junta,

- comprendiendo dicha primera parte de herramienta un cabezal de herramienta (8) , que aloja a un punzón (1) con una superficie de impacto generalmente plana y un extractor (2) circundante con una superficie de impacto generalmente plana móvil de manera coaxial con respecto a dicho punzón,

- comprendiendo dicha segunda parte de herramienta un troquel con una superficie de impacto generalmente plana que rodea a una cavidad del troquel y en cuya parte inferior está dispuesto un yunque con una superficie de impacto generalmente plana, caracterizado porque

- el punzón (1) o el extractor (2) está dispuesto fijado al cabezal de herramienta (8) y el otro está dispuesto móvil de manera coaxial mediante medios de accionamiento (3, 4, 5, 7; 4; 4', 15, 5, 7') ,

- medios de bloqueo (3, 4, 5, 7; 14, 16; 4', 15, 17) están dispuestos para bloquear el punzón o extractor móvil en una posición longitudinal relativa en la que la superficie de impacto del punzón (1) coincide con la superficie de impacto del extractor (2) para formar una superficie de impacto generalmente plana común (6) en la posición bloqueada.

9. Aparato de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque

- dicho punzón (1) está dispuesto fijado a dicho cabezal de herramienta (8) y dicho extractor (2) está fijado a un pistón (3) que forma parte de un conjunto de cilindro-pistón (3, 7) en dicho cabezal de herramienta (8) ,

- dicho medio de bloqueo comprende un resorte (4) que solicita a dicho pistón (3) hacia una posición terminal de su movimiento y un compartimento del cilindro (7) que puede ser presurizado desde el exterior del cabezal de herramienta a través de una abertura (5) en el cabezal de herramienta para bloquear a dicho extractor en dicha posición bloqueada.

10. Aparato de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque

- dicho punzón (1) está dispuesto fijado a dicho cabezal de herramienta (8) y dicho extractor (2) está fijado a un pistón (3', 3") que forma parte de un conjunto de cilindro-pistón en dicho cabezal de herramienta (8) ,

- dicho medio de bloqueo comprende un resorte (4) que solicita a dicho pistón (3', 3") hacia una posición terminal de su movimiento y un separador (14) que, por medio de un movimiento lateral a través de una abertura (16) en el cabezal de herramienta, puede bloquear el movimiento del extractor (2) con respecto al punzón bloqueando mecánicamente el movimiento del pistón (3', 3") .

11. Aparato de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque

-dicho extractor (2) está dispuesto fijado al cabezal de herramienta (8) y dicho punzón (1) está fijado a un pistón

(15) que forma parte de un conjunto de cilindro-pistón (7', 15) en dicho cabezal de herramienta (8) ,

- dicho medio de bloqueo comprende un resorte (4') que solicita a dicho pistón (15) hacia una posición terminal de su movimiento en contacto con un medio de tope (17) .

12. Aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, caracterizado porque

- dicha segunda parte de herramienta comprende un troquel fijo o móvil (18; 18'; 28) con una superficie de impacto generalmente plana rodeando a una cavidad del troquel con un yunque móvil de manera coaxial (19; 19'; 29) con una superficie de impacto generalmente plana,

- dicho yunque (19; 19'; 29) está dispuesto para ser empujado por medios de accionamiento (20, 23; 20', 23; 30, 31, 32) a una posición de bloqueo con su superficie de impacto alineada con la superficie de impacto del troquel (18; 18'; 28) ,

- medios de bloqueo (21; 21'; 30, 31, 32) están dispuestos para bloquear a dicho yunque móvil (19; 19'; 29) en una posición longitudinal con respecto a dicho troquel (18; 18'; 28) en la que la superficie de impacto de dicho yunque (19; 19'; 29) coincide con la superficie de impacto de dicho troquel (18; 18'; 28) para formar una superficie de impacto generalmente plana común en la posición bloqueada.

13. Aparato de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque

-dichos medios de accionamiento (20, 23; 20', 23) comprenden un empujador (20, 20') solicitado por un resorte

(23) que actúa sobre dicho yunque (19; 19') , y

- dichos medios de bloqueo comprenden un separador mecánico (21; 21') que, por medio de un movimiento lateral, puede bloquear el movimiento de dicho yunque (19; 19') , con respecto al troquel, bloqueando de este modo a dicho yunque (19; 19') en dicha posición de bloqueo.

14. Aparato de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque

- dichos medios de accionamiento comprenden un conjunto de cilindro-pistón (30, 31, 32) en dicha segunda parte de herramienta a cuyo pistón (30) está fijado dicho yunque (29) ,

- dicho medio de bloqueo está constituido por el mismo conjunto de cilindro-pistón (30, 31, 32) y el bloqueo se consigue aplicando una presión hidráulica a la abertura de entrada (32) de dicho conjunto de cilindro-pistón.

15. Aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-14, especialmente para preparar juntas esencialmente rectas más largas entre las piezas de trabajo por medio de encolado y remachado por embutido intermitente de las piezas de trabajo entre sí, caracterizado porque

- un par de rodillos (27) están dispuesto adyacentes a las partes de herramienta para poner en contacto y prensar las piezas de trabajo (9, 10) desde ambos lados cuando el aparato se mueve a lo largo de una zona donde se van a fabricar juntas solapadas, ayudando de este modo a la retirada del exceso de adhesivo de la zona de remachado por embutido.

16. Aparato de acuerdo con la reivindicación 15, caracterizado porque

- está montado sobre un brazo robot.

17. Aparato de acuerdo con la reivindicación 15 ó 16, caracterizado porque

- los rodillos (27) son accionados por al menos un motor para superar la resistencia a la rodadura.

18. Aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 15 a 17, caracterizado porque están provistos medios para incrementar la temperatura de al menos uno de dichos rodillos (27) para transferir calor a las piezas de trabajo.

19. Aparato de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 17, caracterizado porque

- están provistos medios para controlar el grosor del adhesivo restante después de prensar las piezas de trabajo una contra la otra.