ES2250431T3

ES2250431T3 - Metodo de fabricacion de una barra de proteccion lateral de puerta de una sola pieza.

Info

Publication number: ES2250431T3
Application number: ES01950320T
Authority: ES
Inventors: Rainer B. Nees
Original assignee: Shape Corp
Current assignee: Shape Corp
Priority date: 2000-07-12
Filing date: 2001-06-18
Publication date: 2006-04-16
Anticipated expiration: 2021-06-18
Also published as: JP3831338B2; ATE313395T1; CA2415759A1; EP1301291B1; MXPA03000272A; DK1301291T3; US20020138987A1; DE60116099D1; WO2002004140A2; JP2004502547A; DE60116099T2; WO2002004140A3; US6643931B2; EP1301291A2; CA2415759C

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.

I. Reivindicación de prioridad

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".

II. Campo de la invención

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.

III. Descripción del arte

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.

Sumario de la invención

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.

Breve descripción de 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.

Descripción detallada de la realización preferida

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.

I. Proceso de fabricación

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

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.