Máquina y método de conformación por estirado.

Máquina de conformación por estirado (10) del tipo en el que un par de conjuntos opuestos de mordazas de curvado garran partes opuestas de bordes extremos de una lámina de metal para estirar inicialmente la lámina de metal a un estado de elasticidad,

y formar la lámina de metal para conferirle una configuración curvada predeterminada,

caracterizada por que cada conjunto de mordazas comprende:

a) una mordaza (24, 25) que comprende un grupo de garras adyacentes (50, 52) que se pueden mover unas con respecto a otras para definir conjuntamente la curvatura de la mordaza (24, 25) configurada para garrar partes opuestas de bordes extremos de la lámina desde una posición adyacente a una primera esquina hasta una posición adyacente a una segunda esquina de la lámina;

b) un horquilla móvil (12, 13) conectado a la mordaza (24, 25);

c) un conjunto de pivote (32, 33, 34, 35) que conecta la horquilla (12, 13) a una viga de guía (15, 16) para hacer pivotar la mordaza (24, 25) alrededor de un eje de pivote lateral horizontal (X) definido por un punto situado dentro de al menos una garra central (52H) y un plano definido por al menos una garra central y al menos dos garras (50, 52) que agarran partes opuestas de bordes extremos de la lámina, estando el conjunto de pivote (32, 33, 34, 35) alineado con el eje de pivote lateral horizontal (X) en el punto que está dentro de aberturas de agarre de lámina definidas por al menos dos garras (50, 52) que agarran partes opuestas de bordes extremos de la lámina, de manera que la al menos una garra central (52H) pueda pivotar alrededor del punto de eje de pivote (X) durante el movimiento pivotante de la al menos una garra central (52H) para así mantener el punto sustancialmente en la misma posición durante el pivotamiento; y

d) al menos un accionador para hacer pivotar la mordaza (24, 25) alrededor del eje de pivote (X) e impulsar una garras adyacentes a la al menos un una garra central (52H) en una dirección de estiramiento para seguir estirando de manera progresiva las esquinas primera y segunda de la lámina de metal minimizando al mismo tiempo un alargamiento complementario a lo largo de una línea central de la lámina de metal próxima a la al menos un una garra central (52H).

Máquina y método de conformación por estirado Campo técnico y antecedentes de la invención La presente invención se refiere a una máquina de conformación por estirado de una lámina de metal del tipo que tiene dos mordazas de sujeción opuestas. Aunque el término "conformación por estirado" se utiliza en esta solicitud, se pretende que la invención pueda ser aplicada a cualquier tipo de máquina de conformación de metal en la que las mordazas tengan una serie de garras adyacentes que se puedan curvar conjuntamente con el fin de adaptarse de manera ajustada a la forma que se va a impartir a la lámina de metal.

La presente invención también se refiere a un método de conformación por estirado de una lámina de metal Las mordazas de sujeción están formadas por una serie de garras articuladas que se mueven una respecto a otra de tal manera que forman en combinación curvas cóncavas, convexas, o curvas sigmoideas. Estas mordazas opuestas se utilizan para agarrar extremos opuestos de una lámina de metal mientras que la lámina es estirada a su estado de elasticidad. Mientras está en ese estado, la lámina de metal se conforma sobre una matriz. Cada una de las garras se acciona contra un inmovilizador mecánico o eléctrico mediante cilindros hidráulicos de manera que la lámina agarrada se puede cargar plana y, a continuación, se puede hacer que adopte un contorno más o menos con la forma de la superficie curvada de la matriz. Por tanto, el uso de mordazas curvadas en una máquina de conformación por estirado ahorra material que de otra manera se desperdiciaría por la transición de una apertura de mordaza recta a las superficies de una matriz curvada. Cada una de las garras (o grupos de garras) es controlada por un cilindro hidráulico, y el movimiento combinado acumulado de los cilindros hidráulicos de unas garras adyacentes define la curva de la mordaza. La máquina de conformación por estirado puede ser controlada por ordenador o de forma manual, o puede utilizarse una combinación de controles informáticos y manuales.

Las máquinas existentes de conformación por estirado, incluidas aquellas del solicitante, tales como las descritas en las patentes US 5.910.183 y 6.018.970, tienen la capacidad de formar perfiles curvados compuestos longitudinales tales como los utilizados en las secciones de fuselaje y ala de un avión. Debido a la curvatura compuesta, la línea central longitudinal de la parte conformada por estirado se alarga antes y en mayor medida que los bordes exteriores. Por tanto, cualquier estiramiento adicional de las partes de borde exterior de la pieza en un esfuerzo por lograr un alargamiento similar de las partes de borde exterior da como resultado el riesgo de estirar demasiado la parte central longitudinal de la pieza, aumentando así la posibilidad de fallo del material.

Los métodos convencionales para lograr el alargamiento requerido en los bordes exteriores requieren que la pieza sea sometida a un proceso de recocido intermedio una vez que se ha logrado el alargamiento adecuado de la parte central de la pieza. Este método requiere retirar la pieza de la máquina de conformación por estirado, transportar la pieza a un horno de recocido, recocer la pieza, y devolver la pieza a y volver a instalar la pieza en la máquina de conformación por estirado. A continuación, se lleva a cabo un segundo proceso de conformación por estirado. Aunque las partes de borde se pueden estirar a continuación la cantidad adecuada, la parte central se estira simultáneamente una cantidad adicional más allá de su estiramiento óptimo, dando esto como resultando una pieza con diferentes grados de estiramiento en diferentes áreas.

De manera ideal, la conformación por estirado de piezas curvadas compuestas debe ser lograda con el fin de impartir un estiramiento óptimo a las partes de borde de la pieza sin alterar significativamente el estiramiento óptimo en las áreas centrales de la pieza. Por consiguiente, una máquina y un proceso de conformación por estirado se describen en esta solicitud que logra este resultado.

Resumen de la invención Es por tanto un objeto de la invención proporcionar una máquina de conformación por estirado que imparta la cantidad adecuada de estiramiento a una parte curvada compuesta durante una sola operación.

Es otro objeto de la invención proporcionar una máquina de conformación por estirado que aplique un estiramiento óptimo a las partes de borde de una pieza conformada por estirado de la invención para proporcionar una máquina de conformación por estirado que imparta un estiramiento óptimo a las partes de borde de una pieza formada por estiramiento sin alterar el estiramiento óptimo en las áreas centrales de la pieza.

Es otro objeto de la invención proporcionar un método de conformación por estirado de piezas de metal que aplique la cantidad adecuada de estiramiento a una pieza curvada compuesta durante una sola operación.

Es otro objeto de la invención proporcionar un método de conformación por estirado de piezas de metal que aplique un estiramiento óptimo a las partes de borde de una pieza conformada por estirado y a las partes centrales de una pieza conformada por estirado.

Es otro objeto de la invención proporcionar un método de conformación por estirado de piezas de metal que imparta un estiramiento óptimo a las partes de borde de una pieza conformada por estirado sin alterar el estiramiento óptimo en las áreas centrales de la pieza.

Estos y otros objetos de la presente invención se consiguen proporcionando una máquina de conformación por estirado del tipo de acuerdo con la reivindicación 1.

De acuerdo con una realización preferida de la invención, la máquina de conformación por estirado incluye una matriz móvil sobre la cual se forma la lámina de metal para conferirle una configuración curvada predeterminada.

De acuerdo con otra realización preferida de la invención, la máquina de conformación por estirado incluye un conjunto de curvado que se puede mover con respecto a la matriz para formar la lámina de metal.

De acuerdo con otra realización preferida de la invención, la máquina de conformación por estirado incluye cilindros hidráulicos correspondientes adaptados para mover las garras o grupos de garras unas con respecto a otras para formar los extremos opuestos de la lámina de metal confiriéndole configuraciones curvadas predeterminadas.

De acuerdo con otra realización preferida de la invención, la máquina de conformación por estirado incluye al menos un cilindro hidráulico correspondiente llevado por cada horquilla y adaptado para impulsar cada horquilla a lo largo de la viga de guía.

De acuerdo con otra realización preferida de la invención, la máquina de conformación por estirado incluye al menos un cilindro hidráulico correspondiente llevado por cada horquilla y adaptado para mover cada mordaza con respecto a cada horquilla correspondiente.

De acuerdo con la invención, la máquina de conformación por estirado incluye un par de conjuntos opuestos de mordazas de curvado para agarrar partes opuestas de bordes extremos de una lámina de metal y cada conjunto de mordazas incluye una mordaza que comprende un grupo de garras adyacentes que se pueden mover unas con respecto a otras para definir una curva en la que está situada una una garra central en un vértice del grupo que está entre medias de dos garras extremas opuestas del grupo; un horquilla móvil conectada a la mordaza; un pivote que conecta la horquilla a una viga de guía y al menos un accionador conectado a la horquilla para hacer pivotar la mordaza alrededor de un eje de pivote. El eje del pivote está definido como la intersección de una línea tangente a la curva del grupo en un punto situado dentro de la garra central y un plano definido por la garra central y las dos garras extremas. El pivote y el accionador cooperan para alargarse a lo largo de la línea central de la lámina de metal.

De acuerdo con la invención, se proporciona un método de conformación por estirado de una lámina de metal de acuerdo con la reivindicación 7.

De acuerdo con otra realización preferida de la invención, el método de conformación por estirado de una lámina de metal incluye la etapa de formar la lámina de metal sobre un conjunto de curvado, pudiéndose mover el conjunto de curvado con relación a la matriz.

De acuerdo con otra realización preferida de la invención, el método de conformación por estirado de una lámina de metal incluye la etapa de utilizar tecnología de servoretroalimentación controlada por ordenador para definir y controlar el perfil de la lámina de metal a formar.

De acuerdo con otra realización preferida de la invención, el método... [Seguir leyendo]

1. Máquina de conformación por estirado (10) del tipo en el que un par de conjuntos opuestos de mordazas de curvado garran partes opuestas de bordes extremos de una lámina de metal para estirar inicialmente la lámina de metal a un estado de elasticidad, y formar la lámina de metal para conferirle una configuración curvada predeterminada, caracterizada por que cada conjunto de mordazas comprende:

a) una mordaza (24, 25) que comprende un grupo de garras adyacentes (50, 52) que se pueden mover unas con respecto a otras para definir conjuntamente la curvatura de la mordaza (24, 25) configurada para garrar partes opuestas de bordes extremos de la lámina desde una posición adyacente a una primera esquina hasta una posición adyacente a una segunda esquina de la lámina;

b) un horquilla móvil (12, 13) conectado a la mordaza (24, 25) ;

c) un conjunto de pivote (32, 33, 34, 35) que conecta la horquilla (12, 13) a una viga de guía (15, 16) para hacer pivotar la mordaza (24, 25) alrededor de un eje de pivote lateral horizontal (X) definido por un punto situado dentro de al menos una garra central (52H) y un plano definido por al menos una garra central y al menos dos garras (50, 52) que agarran partes opuestas de bordes extremos de la lámina, estando el conjunto de pivote (32, 33, 34, 35) alineado con el eje de pivote lateral horizontal (X) en el punto que está dentro de aberturas de agarre de lámina definidas por al menos dos garras (50, 52) que agarran partes opuestas de bordes extremos de la lámina, de manera que la al menos una garra central (52H) pueda pivotar alrededor del punto de eje de pivote (X) durante el movimiento pivotante de la al menos una garra central (52H) para así mantener el punto sustancialmente en la misma posición durante el pivotamiento; y d) al menos un accionador para hacer pivotar la mordaza (24, 25) alrededor del eje de pivote (X) e impulsar una garras adyacentes a la al menos un una garra central (52H) en una dirección de estiramiento para seguir estirando de manera progresiva las esquinas primera y segunda de la lámina de metal minimizando al mismo tiempo un alargamiento complementario a lo largo de una línea central de la lámina de metal próxima a la al menos un una garra central (52H) .

2. Máquina de conformación por estirado de acuerdo con la reivindicación 1, que incluye además una matriz móvil sobre la que se forma la lámina de metal para conferirle una configuración curvada predeterminada.

3. Máquina de conformación por estirado de acuerdo con la reivindicación 2, que incluye además un conjunto de curvado que se puede mover con respecto a la matriz para formar la lámina de metal.

4. Máquina de conformación por estirado de acuerdo con la reivindicación 1, que incluye además cilindros hidráulicos correspondientes (65) adaptados para mover las garras o grupos de garras (50, 52) unas con respecto a otras para formar los extremos opuestos de la lámina de metal confiriéndole configuraciones curvadas predeterminadas.

5. Máquina de conformación por estirado de acuerdo con la reivindicación 1, que incluye además al menos un cilindro hidráulico correspondiente (18, 19, 20, 21) llevado por cada horquilla (12, 13) y adaptado para mover cada horquilla (12, 13) a lo largo de la viga de guía (15, 16) .

6. Máquina de conformación por estirado de acuerdo con la reivindicación 1, que incluye además al menos un cilindro hidráulico correspondiente (37, 38) llevado por cada horquilla (12, 13) y adaptado para mover cada mordaza (24, 25) con respecto a cada horquilla correspondiente.

7. Método de conformación por estirado de una lámina de metal, caracterizado por que comprende las etapas de:

a) proporcionar una máquina de conformación por estirado (10) del tipo en el que un par de conjuntos opuestos de mordazas de curvado agarran partes opuestas de bordes extremos de una lámina de metal para conferirle una configuración curvada predeterminada, incluyendo cada conjunto de mordazas una mordaza (24, 25) que comprende un grupo de garras adyacentes (50, 52) que se pueden mover unas con respecto a otras para definir conjuntamente una parte de la curvatura de la mordaza (24, 25) y adaptadas para extenderse a lo largo de un borde lateral de la lámina de metal desde una posición adyacente a una primera esquina hasta una posición adyacente a una segunda esquina de la lámina, un horquilla móvil (12, 13) conectada a la mordaza (24, 25) ; un conjunto de pivote (32, 33, 34, 35) que conecta la horquilla (12, 13) a una viga de guía (15, 16) para hacer pivotar la mordaza (24, 25) alrededor de un eje de pivote lateral horizontal (X) definido por un punto situado dentro de al menos una garra central (52H) y un plano definido por al menos una garra central y al menos dos garras (50, 52) que agarran partes opuestas de bordes extremos de la lámina, estando alineado el punto de al menos dos garras (50, 52) con el eje de pivote (X) en el interior de aberturas de agarre de lámina definidas por las al menos dos garras (50, 52) que agarran partes opuestas de bordes extremos de la lámina, de manera que la al menos una garra central (52H) pivota alrededor del punto durante el movimiento pivotante de la al menos una garra central (52H) para así mantener el punto sustancialmente en la misma posición durante el pivotamiento, y al menos un accionador conectado a la horquilla para hacer pivotar la mordaza (24, 25) alrededor del eje de pivote (X) ;

b) estirar la lámina de metal a un estado de elasticidad, mediante la retracción de las mordazas (24, 25) hacia atrás separándose una de otra mediante el movimiento del conjunto de pivote (32, 33, 34, 35) a lo largo de la viga de guía (15, 16) ;

c) formar la lámina de metal con una curvatura deseada sobre una matriz; y d) hacer pivotar las mordazas (24, 25) alrededor del eje de pivote (X) utilizando el al menos un accionador para impulsar garras de borde (52A) en extremos opuestos del grupo de garras en dirección opuesta al eje de pivote (X) en una dirección de estiramiento mientras que la al menos una garra central (52H) adyacente a una línea central del grupo de garras permanece sustancialmente fija, pudiendo así estirar más los bordes exteriores de la lámina de metal mientras que se minimiza sustancialmente el alargamiento a lo largo de la línea central de la lámina de metal.

8. Método de conformación por estirado de una lámina de metal de acuerdo con la reivindicación 7, que incluye además la etapa de formar la lámina de metal sobre un conjunto de curvado, pudiéndose mover el conjunto de curvado con relación a la matriz.

9. Método de conformación por estirado de una lámina de metal de acuerdo con la reivindicación 7, que incluye además la etapa de utilizar tecnología de servoretroalimentación controlada por ordenador para definir y controlar el perfil de la 15 lámina de metal a formar.

10. Método de conformación por estirado de una lámina de metal de acuerdo con la reivindicación 7, en el que la lámina de metal se estira a un estado de elasticidad impulsando las horquillas (12, 13) separándolas una de otra a lo largo de la viga de guía (15, 16) mediante al menos un cilindro hidráulico correspondiente (18, 19, 20, 21) llevado por cada horquilla (12, 13) .

11. Método de conformación por estirado de una lámina de metal de acuerdo con la reivindicación 7, en el que la lámina de metal se estira a un estado de elasticidad mediante la retracción de las mordazas (24, 25) dentro de sus respectivas horquillas (12, 13) mediante al menos un cilindro hidráulico correspondiente (37, 38) llevado por cada horquilla (12, 13) .

12. Método de conformación por estirado de una lámina de metal de acuerdo con la reivindicación 7, que incluye además la etapa de formar los extremos opuestos de la lámina de metal confiriéndoles configuraciones curvadas predeterminadas usando cilindros hidráulicos correspondientes (65) adaptados para mover las garras o grupos de garras (50, 52) unas con respecto a otras.