ES2250431T3 - Metodo de fabricacion de una barra de proteccion lateral de puerta de una sola pieza. - Google Patents
Metodo de fabricacion de una barra de proteccion lateral de puerta de una sola pieza.Info
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Abstract
Un método de formación de una unidad metálica que comprende las etapas de: formación de los bordes laterales opuestos (24) de un fleje metálico continuo (20) para crear una pluralidad de cortes (22) en los bordes laterales opuestos (24); formación del fleje metálico continuo (20) en un perfil tubular (30); soldadura a lo largo de la longitud del mencionado perfil tubular (30), por lo que los mencionados bordes laterales (24) se unen solo en las zonas entre los cortes (22); corte del mencionado perfil tubular (30) en las zonas de los cortes (22), creando unidades (40) caracterizadas por una abertura de un extremo de cada unidad (40) para crear un extremo relativamente plano de la mencionada unidad (40), en el que la mencionada etapa de apertura de un extremo forma un área de transición (14) entre el extremo mencionado relativamente plano y el mencionado perfil tubular, y en el que la mencionada etapa de apertura del extremo comprende además una etapa de laminación con rodillos de los bordesde los cortes (22) en el área de transición hacia dentro.
Description
Método de fabricación de una barra de protección
lateral de puerta de una sola pieza.
Esta solicitud reivindica las ventajas de la
solicitud provisional de los EE.UU. número 60/217790 registrada el
12 de Julio de 2000, titulada como "Barra de protección lateral
de puertas de una (1) pieza".
La presente invención está relacionada con la
conformación de una pieza metálica según el preámbulo de la
reivindicación 1, estando expuesto un ejemplo de la misma en el
documento DE-19640568A.
Las barras de protección lateral de puertas de
los vehículos se utilizan ampliamente en la industria del automóvil
para mejorar la resistencia a los impactos de las puertas de los
vehículos para mejorar la seguridad de los pasajeros. Típicamente,
estas barras se fabrican a partir de piezas múltiples que incluyen
una barra de metal y abrazaderas soldadas en los extremos opuestos
de la barra. Las abrazaderas de utilizan para fijar la barra dentro
del marco de la puerta. Dichas barras tienen sus inconvenientes. En
primer lugar, las barras de múltiples piezas requieren numerosas
etapas de fabricación, y por tanto son costosos y precisan
relativamente de mucha mano de obra. En segundo lugar, la
integridad estructural de estas barras depende notablemente de la
consistencia de la soldadura y de la calidad de la misma. En tercer
lugar, cualquier salpicadura de la soldadura que se deje sobre la
barra puede provocar un chirrido si la salpicadura de la soldadura
hace contacto con otro componente interior de la puerta.
Las barras de las puertas pueden ser fabricadas
también como una única pieza o una barra de una sola pieza. Un
método para la conformación por laminación de dicha barra es el que
se muestra en la patente de los EE.UU. número 5756167, registrada el
26 de Marzo de 1998 de Tamura y otros. El proceso de Tamura
efectúa el conformado por laminación de rodillos un material de
fleje en barras de una pieza utilizando rodillos diseñados
especialmente. Los rodillos tienen una circunferencia que
corresponde a la longitud de la barra. Los rodillos crean
alternativamente partes del cuerpo laminadas y abrazaderas
terminales planas unidas conjuntamente median te partes curvadas de
transición. Este proceso tiene sus inconvenientes. En primer lugar,
la mecanización es extraordinariamente costosa. En segundo lugar,
el conjunto separado de instrumentación es necesario para dada
barra de puerta. En tercer lugar, se precisa de un costoso tiempo de
configuración cuando se tiene que fabricar un nuevo/diferente tipo
de barra de puerta. Como parte de la configuración, los rodillos de
circunferencia distinta requieren distancias diferentes entre los
ejes de los rodillos opuestos y adyacentes.
Puede fabricarse barras de una pieza utilizando
metodologías de estampado y prensado. Ejemplos de dichos procesos
se encuentran expuestos en la patente de los EE.UU. número 5183718
registrada el 29 de Septiembre de 1998 de Masuda y otros, y en la
Publicación de Patentes Japonesas 4-238725
publicada el 26 de Agosto de 1992. Estos métodos conforman piezas
metálicas individuales en barras, y también tienen sus
inconvenientes. En primer lugar, estos métodos son relativamente
costosos y precisan de mucha mano de obra que dan lugar a unos
costos de fabricación relativamente altos debido que a que las
piezas metálicas individuales tienen que ser conformadas por
presión. En segundo lugar, el estampado utiliza con frecuencia una
cantidad inferior a la plancha metálica utilizada que con respecto
a la conformación por laminación con rodillos, creando por tanto más
desperdicios. En tercer lugar, las barras de puertas distintas
requieren una instrumentación de mecanizado distinta.
Los problemas anteriores se encuentran
solucionados mediante los medios de las características definidas
en las reivindicaciones del método 1, 4, 10 y 12 y la reivindicación
15 del producto.
La presente invención tiene varias ventajas con
respecto a las técnicas anteriores. En primer lugar, no se precisa
de una instrumentación de mecanizado altamente especializada y
exclusiva. En segundo lugar, puede crearse virtualmente cualquier
barra de puerta de cualquier longitud utilizando un único conjunto
de instrumentación de mecanizado. En tercer lugar, las abrazaderas
extremas integrales pueden conformarse en forma exclusiva y
procesarse siguiendo etapas básicas de conformación. En
consecuencia, la presente invención es eficiente y económica en la
mano de obra utilizada. Además de ello, se mejora la calidad y
consistencia de la barra tubular.
Estos y otros objetos, ventajas y características
de la invención se comprenderán y se apreciarán más en su totalidad
con referencia a la siguiente descripción detallada de la
realización preferida y a los dibujos.
La figura 1 es un diagrama de flujo de un
proceso;
la figura 2 es una vista esquemática del
proceso;
la figura 3 es un diagrama de bloques de cuatro
opciones de procesamiento distintas utilizando las mismas dicho
proceso;
la figura 4 es una vista en perspectiva de una
barra de puerta utilizando el proceso y estando despiezada para
mostrar la longitud indeterminada;
la figura 5 es una vista superior de una parte
del fleje metálico continuo que muestra el área de las
indentaciones perforadas;
la figura 6 es una vista de una parte de la barra
laminada continua que muestra el área de las indentaciones
perforadas;
la figura 7 es una vista de una barra de puerta
individual cortada según una longitud en el área de los cortes
extraídos, despiezada para mostrar la longitud indeterminada;
la figura 8 es una vista terminal de la barra en
la figura 7;
la figura 9 es una vista en perspectiva de las
preformaciones de la barra en un prensado progresivo en el cual los
extremos de las preconformaciones están abiertos y aplanados;
la figura 10 es una vista en perspectiva del
extremo de una barra de puerta con cartelas de refuerzo; y
la figura 11 es una vista en perspectiva del
extremo de una barra de puerta con refuerzos laminados en el área
de la transición según las reivindicaciones.
En las figuras 1-3 se muestra un
proceso de fabricación; en la figura 4 se muestra una barra tubular
de puerta utilizando el mencionado proceso, y designada generalmente
por 10. La barra 10 es una única pieza e incluye un cuerpo tubular
12, un área de transición 14, y las abrazaderas terminales 16.
Según se muestra en las figuras
1-3, la barra tubular se inicia como una membrana
continua de un material plano estirado a partir de una bobina. Tal
como se observa en la figura 5 (que muestra el material después de
la etapa de pre-perforación), el material incluye un
par de bordes opuestos 24. En la realización preferida, los bordes
del material son lineales y separados uniformemente entre sí, de
forma que el material tenga un ancho uniforme. En la realización
preferida, el material es acero martensítico (es decir, Mantisita)
tal como el acero de aleación baja de ultra-alta
resistencia Inland M220. Por supuesto, podrían utilizarse otros
materiales que tengan propiedades adecuadas para los requisitos de
alto rendimiento de la barra de puerta.
La primera etapa 101 es alimentar el fleje
metálico continuo en una prensa de
pre-perforación.
La segunda etapa 102 es el recortado de los
bordes 24 lineales opuestos mediante la prensa de
pre-perforación a intervalos regularmente espaciados
que forma las indentaciones o cortes 22 (véase la figura 5). El
fleje pre-perforado, pero todavía plano está
denominado por 20. Los puntos espaciados 25 definen los extremos
opuestos de cada indentación 22. La distancia entre los puntos 25
corresponde a la longitud L del cuerpo tubular 12 de la barra
terminada 10. Dependiendo de la implementación de la cuarta etapa
104 de la soldadura, esta segunda etapa puede ser omitida.
La tercera etapa 103 es la conformación por
laminación del fleje pre-perforado 20 en una
laminadora de rodillos de tubos. El fleje plano 20 se forma por
laminación en un perfil tubular generalmente designado por 30
(véase la figura 6). En el perfil tubular continuo 30, los bordes
opuestos 24 del fleje se acoplan entre sí en áreas distintas a los
cortes 22. Preferiblemente, los bordes 24 hacen contacto entre sí,
pero podrían también solaparse entre sí. Los cortes 22 crean unos
espacios libres alargados 32. Los bordes de los cortes 22 no se
acoplan entre sí. La laminadora de rodillos opera a una velocidad a
la cual las etapas subsiguientes son capaces de aceptar
material.
La cuarta etapa 104 es soldar los bordes
laterales 24 conjuntamente entre los espacios alargados 32. El
aparato de soldadura puede operar continuamente conforme se desplaza
el material del fleje a través del soldador (porque los cortes
separados 22 no se unirán), o bien el aparato de soldadura puede
ser operado solo en las zonas situadas entre los espacios alargados
32 (es decir, solo en donde los bordes 24 se acoplan entre sí).
Adicionalmente, si la segunda etapa 102 de la
pre-perforación ha sido omitida, el aparato de
soldadura tiene que ser operado intermitentemente para crear zonas
de bordes unidos separados por áreas de bordes unidos. El soldador
preferido es un soldador láser para conseguir una alta calidad de
la soldadura. Podría utilizarse también cualquier técnica de
soldadura adecuada, tal como la del tipo de inducción. La costura de
la soldadura 36 procede de la soldadura (véase la figura 7).
La quinta etapa 105 es para dimensionar y
enderezar el perfil tubular soldado para incrementar la uniformidad
de las barras finales 10.
La sexta etapa 106 es para el proceso de templado
del material del fleje. En la realización preferida, el templado se
ejecuta solo en el área próxima a los espacios alargados 32. El
templado se puede ejecutar también antes o después de las demás
etapas en el proceso, dependiendo de las calidades y
características deseadas a impartir en la barra de puerta, tanto
para el proceso (por ejemplo, pre-perforación) y/o
en el producto final.
La séptima etapa 107 es cortar el perfil tubular
continuo en longitudes determinadas creando unidades individuales o
pre-formas (véanse las figuras
7-8). Esta etapa tiene lugar en el final de la
línea de formación del laminado. Los cortes tienen lugar en el área
de los espacios alargados 32 (en el caso de que el material del
fleje haya sido pre-perforado) o en el área de los
bordes sin unión (si el material del fleje no ha sido
pre-perforado todavía), de forma que una parte sin
soldar permanezca en cada extremo de la pre-forma
40.
En la octava etapa 108, el extremo de cada
preforma 40 se abre para crear un extremo relativamente plano. El
prensado progresivo utilizado para realizar esta etapa es el que se
muestra en la figura 9. Preferiblemente, la etapa de abertura
incluye una pluralidad de etapas de formación pero puede realizarse
en una sola etapa. En la realización preferida, el espacio alargado
32 se abre inicialmente según se muestra en 42 y se abre
adicionalmente según se muestra en 44, 45 y 46. Después del
estampado en el troquel final, se conformará totalmente la
abrazadera extrema 48.
Las etapas siguientes (es decir, las posteriores
a la etapa de apertura 108) tienen lugar en varias líneas para
ejecutar los distintos procesos según se muestran en las figuras 2 y
3. Los procesos o etapas en particular 110 utilizadas en cada
línea dependerán de la forma y función deseadas a impartir en la
barra de puerta final. Las cuatro opciones del proceso mostradas en
la figura 3 son a modo de ejemplo, y pueden desarrollarse otras
opciones de los procesos dependiendo del resultado final.
Una etapa alternativa de formación 111 es
perforar al menos un agujero 52 (véase la figura 4) en la
abrazadera extrema 16. Pueden taladrarse tantos agujeros como sean
necesarios. Una segunda etapa de formación alternativa 112 es añadir
dobleces o ángulos 54 (véase la figura 4 y 10-11) a
la abrazadera final 16. Los ángulos 54 pueden ser de una amplia
variedad de formas, y el ángulo puede variar en forma amplia
dependiendo de las necesidades de instalación de la barra de puerta
10. Una tercera etapa alternativa 113 es añadir cartelas 56 de
refuerzo (véase la figura 10) en los ángulos 54 de la abrazadera
final 16, para reforzar la abrazadera 16. La etapa de formación 114
es el laminado por rodillos de los refuerzos 58 (véase la figura
11). En esta etapa, los bordes de los cortes recortados 22 se
laminan sobre el centro del área de transición 14. Este doblado
hacia atrás de los bordes de los cortes 22 refuerza el área de
transición 14. Esta laminación puede realizarse para reducir el
perfil del área de transición 14, para permitir la instalación en
zonas con poco espacio libre. Una etapa alternativa 115 es adaptar
la abrazadera final 16 a un tamaño y forma finales. El recortado de
los bordes después de que se hayan realizado todas las etapas de
formación proporciona una consistencia mejorada de las barras de
puertas resultantes 10.
Después de completar todas las etapas de
formación, perfilado y recortado, la barra de puerta puede ser
marcada con láser con el nombre de la compañía, fecha, turno, numero
de pieza del cliente, o con el código de la barra, para identificar
y efectuar el seguimiento de la barra por razones de control de
calidad. Preferiblemente, cada barra de puerta es inspeccionada 116
para confirmar que está fabricada de acuerdo con unas
especificaciones técnicas. Después de que la barra de puerta se
haya inspeccionado 116 se empaquetará 118 para su envío.
En la figura 3 se muestran cuatro opciones del
proceso a modo de ejemplo 201, 202, 203 y 204. Cada una incluye
varias combinaciones de las etapas anteriormente descritas, así
como otras etapas que se reconocerán y se comprenderán por parte de
los técnicos especializados en el arte.
La invención puede utilizarse para crear una
amplia variedad realmente ilimitada de barras de puertas 10
tubulares de una sola pieza, en donde el cuerpo tubular 12 es
integral con las abrazaderas del extremo 16 a través de un área de
transición 14 con bordes laminados hacia dentro. La presente
invención es un producto mejorado con un costo menor.
Claims (15)
1. Un método de formación de una unidad metálica
que comprende las etapas de:
formación de los bordes laterales opuestos (24)
de un fleje metálico continuo (20) para crear una pluralidad de
cortes (22) en los bordes laterales opuestos (24);
formación del fleje metálico continuo (20) en un
perfil tubular (30);
soldadura a lo largo de la longitud del
mencionado perfil tubular (30), por lo que los mencionados bordes
laterales (24) se unen solo en las zonas entre los cortes (22);
corte del mencionado perfil tubular (30) en las
zonas de los cortes (22), creando unidades (40)
caracterizadas por una abertura de un extremo de cada unidad
(40) para crear un extremo relativamente plano de la mencionada
unidad (40), en el que la mencionada etapa de apertura de un
extremo forma un área de transición (14) entre el extremo mencionado
relativamente plano y el mencionado perfil tubular, y en el que la
mencionada etapa de apertura del extremo comprende además una etapa
de laminación con rodillos de los bordes de los cortes (22) en el
área de transición hacia dentro.
2. Un método según la reivindicación 1, en el que
a continuación de la mencionada etapa de soldadura se realiza el
templado del perfil tubular.
3. Un método según la reivindicación 1, en el que
la mencionada etapa de abertura de un extremo comprende además la
etapa de perforar agujeros en el extremo relativamente plano, o en
el que la mencionada etapa de apertura de un extremo comprende
además la etapa de formación en ángulo de una parte del extremo
relativamente plano, o en el que la mencionada etapa de abrir un
extremo comprende además la etapa de recortar la mencionada parte
relativamente plana.
4. Un método de formación de una unidad que
comprende las etapas de:
recortar un fleje metálico continuo para formar
una pluralidad de indentaciones en los bordes laterales
opuestos;
formación por laminación del fleje metálico
continuo en un perfil tubular continuo, en el que los mencionados
bordes laterales opuestos se acoplan entre sí;
soldadura de los bordes laterales sin recortar de
acoplo;
cortar el mencionado perfil tubular continuo en
el área de las indentaciones para la creación de unidades;
caracterizado porque se abre un extremo en cada unidad para
crear un extremo relativamente plano, en el que la mencionada etapa
de apertura de un extremo forma un área de transición entre el
mencionado extremo relativamente plano y el mencionado perfil
tubular, y en el que la mencionada etapa de abertura de un extremo
comprende además la etapa de laminación con rodillos de los bordes
de las indentaciones en el área de transición hacia dentro.
5. Un método según la reivindicación 4, en la que
el perfil tubular continuo mencionado se templa en el área de las
mencionadas indentaciones entre la mencionada etapa de soldadura y
la mencionada etapa de corte, y preferiblemente entre la mencionada
etapa de soldadura y la mencionada etapa de templado en que el
perfil tubular continuo se dimensiona y se endereza.
6. Un método según la reivindicación 4, en el que
la mencionada etapa de apertura de un extremo comprende además las
etapas de:
al menos una etapa de formación de apertura de
las mencionadas áreas de las indentaciones; y
una etapa final de formación de aplanado de las
áreas de las mencionadas indentaciones.
7. Un método según la reivindicación 4, que
comprende además la etapa de perforación al menos de un agujero en
el extremo relativamente plano.
8. Un método según la reivindicación 4, que
comprende además la etapa de formación de una abrazadera en ángulo
a partir del extremo relativamente plano, y preferiblemente además
comprendiendo la etapa de añadir refuerzos en la abrazadera en
ángulo.
9. El método según la reivindicación 4, en el que
la mencionada etapa de soldadura se ejecuta mediante un láser.
10. Un método de formación de barras de puertas
que comprende las etapas de:
proporcionar una banda continua de material plano
que tenga un par de bordes lineales opuestos;
recortar al menos uno de los bordes lineales en
puntos separados a lo largo de la longitud del material plano
creando bordes recortados y dejando bordes sin recortar;
conformar el material plano en un perfil
generalmente tubular con los bordes lineales sin recortar
acoplándose entre sí;
soldar los bordes laterales sin recortar de
acoplo;
dividir el perfil tubular en la zona de los
bordes laterales recortados, creando longitudes tubulares;
caracterizado por la apertura al menos de un extremo de la
longitud tubular en la zona de los bordes recortados para crear una
abrazadera, en el que la mencionada etapa de abrir al menos un
extremo forma un área de transición entre la mencionada abrazadera y
la mencionada longitud tubular, y en el que la mencionada etapa de
abrir un extremo comprende además una etapa de laminación con
rodillos de los bordes recortados del área de transición hacia
dentro.
11. El método de la reivindicación 10 en el que a
continuación de la mencionada etapa de soldadura, el área de los
bordes lineales recortados se somete a un templado, y
preferiblemente en el que la mencionada etapa de abertura al menos
de un extremo de la longitud tubular comprende además una etapa de
formación final para la conformación de un extremo relativamente
plano en la longitud tubular en el área de los bordes recortados; y
preferiblemente comprendiendo además la etapa de perforar agujeros
en el extremo relativamente plano, o comprendiendo además la etapa
de formar en ángulo el extremo relativamente plano, y comprendiendo
además preferiblemente la etapa de añadir refuerzos en el extremo
en ángulo.
12. Un método para formación de barras de puertas
que comprende las etapas de:
proporcionar una banda continua de material de
fleje que tenga un par de bordes laterales;
conformar la banda continua en una configuración
generalmente cerrada con al menos las partes de los bordes
laterales acoplándose entre sí;
unir los bordes laterales en unos primeros
segmentos longitudinales separados por unos segundos segmentos
longitudinales sin unir;
dividir la configuración cerrada en unos segundos
segmentos creando longitudes determinadas; caracterizado por
la apertura al menos de un extremo de cada longitud a partir de la
configuración cerrada para crear una abrazadera, en el que la
mencionada etapa de apertura al menos de un extremo forma un área
de transición entre la abrazadera y la configuración generalmente
cerrada, y en el que la mencionada etapa de apertura incluye
además la deformación de un área de transición radialmente hacia
dentro.
13. El método de la reivindicación 12 que
comprende además la etapa de formación de una abrazadera
relativamente plana, o comprendiendo además la etapa de perforar al
menos un agujero en la abrazadera, o que comprende además la etapa
de formación de un parte en ángulo en la abrazadera, y
preferiblemente además comprendiendo la etapa de añadir al menos un
refuerzo en la parte en ángulo de la abrazadera.
14. El método de la reivindicación 12 que
comprende además la etapa de recortar la abrazadera, o en el que la
mencionada etapa de unión de los bordes laterales incluye la
soldadura.
15. Una unidad metálica o una barra de puerta
metálica (10), que comprende un perfil tubular, un extremo
relativamente plano, y un área de transición (14) entre el
mencionado extremo relativamente plano y el perfil tubular
mencionado, en el que los bordes del área de transición (14) están
laminados hacia dentro, formados mediante un método según cualquier
reivindicación anterior.
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Publication Number | Publication Date |
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