doblado de tubos

5/11/2018 doblado de tubos

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MINISTERIO DE INDUSTRIA Y ENERGIA 159egistro de la Propledad Industrial @Al

ESPANA P A T E N T E D E I N V E N C I O NAIORIOAe.s;

9FECHA e P A ' .NUhtERO- - - - - - - - -

eprECHA Dit PU8LICIDAD @CLASIFICACIOH INTERNACIONAL ATIENT. DE LA QUit ES Drvl.IOHARIAt


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1 0.

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PA T E N TE D E I N V E N C I ON

p or VE IN TE an os

so li ci ta da en E sp an a a favor d e T H E B A B C O C K & WI LC OX C OM PA --N Y, de n ac io n al id ad n or t ea me ri ca na , do mi ci li ad a e n 161 E a s t

42 nd st re et , Ne w Yo rk , N. Y. 1 00 17 , U. S. A. , p or " Me to do p ar ado b1 ar tu bo s" . - - - - - - - - - - - - - -

M EM OR IA DE SC RI PT IVA

A NT EC EDEN T ES DE LA IN VE NC I ON

Es ta in ven ci 6n s e r efie re a 1a fab ri ca ci S~ c e p e~fi le s t ub u la re s d e mat er ia le s du c ti le s y, ma s p ar ti cu ]a rmen -te , a u n met od o nu evo p ar a fo r ma r c ur va s 0 p ar a c am~i er lae xc en t ri ci da d d e la s p a re de s empu ja nd o e1 pe rfil tu bu la r at ra ve s de un a mat ri z i n cl in ad a p ro vo ca nd o un a ma yo r r e du c-c i6 n de d ia me tr o e n u na pa rt e d e la ci rc un fe re nc i a de l tu boque en l a p ar te op ue st a. - - - - - - - - - - - - - - -

C o n e l tr an sc ur s o d e J, os a fio s s e h a n d e s a r r o l l a d on umer o so s p ro ce so s de d ob 1a do , pe ro p or 10 gen er al , 1a ma yo -r!a de ta le s met od os s on va ri an te s d e u no s p oc o s p ro ce di mie ~to s ba si co s. Ni ngli n p ro ce di mi en to i ll li cop ue de a pl ic ar sec one xit o a t od as l as si tu ac io ne s de do b 1a do , en la s qu e ju egan


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variaciones de tamafio d e la secci6n tubular, la relaci6n en-tre el diametro y el grosor de la pared, el material 0 elangulo de doblado. Por ejemplo, el metodo de prensado, en elque se coloca el tubo a traves de una pluralidad de matricesde barrido y luego se somete a la presi6n ejercida por una m!triz formadora, es util cuando se puede permitir cierto aplas-tamiento del tubo. El metodo de rodillos de doblado utilizatres 0 mas rodillos dispuestos en triangulo, siendo ajustableel rodillo central. Se alimenta la pieza de trabajo entre losrodillos accionados fijos y el rodil1o ajustable para formarla curva. El metodo de estiraje dobla el tubo sujetandolo contra un molde rotativo y estirandolo a traves de une ~&triz depresi6n. E n todos estos metodos, se produce el adelgazamientode la pared del tubo, particularmente en el trasd6& ~ ~erdidade redondez del perfil. Cuanto mas delgado sala pa~~a del t~bo y/o mas cerrado el doblez, mas graves son estos problemas.-

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Al intentar eliminar la perdida de redondez.en sec-ci6n transversal, se ha utilizado distintos tipos oe candri-les u otros medios de soporte interior con distintos gradosde exi to. En algunos casas, el usa de herramientas internasha conducido a complicaCiones del procedimiento 0 ha dado lu-gar a nuevas problemas tales como el rascado de la pared in-terior 0 un adelgazamiento n~ uniforme de la pared. - - - - -

2 5 .La patente estadounidense no. 3 . 3 5 4 . 6 8 1 da a conocer

un m~todo y un aparato para formar codas a partir de perfilestubulares empujandolos a travesde una matriz conformadora.


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Un a p art e de e ste apa rato c onsi ste e n u na "su ller fic ie a husa da"que en la invenci on s e p rete nde pro voc a el do blad o po r fr ic-ci on diferen cial , sien do mayor la fu erza de fric cion en el rdio in teri or del perfil tub ular dob lado que en e l ra dio exte -rio ~, qu e e sta e n c ontr adi ccio n dir ecta con los hal lazgos d e

la pres ent e in venc i6n . - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

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Ot ro p robl ema que exi ste en la in dus tria de l os tu -bo s es e l de la e xcen tric ida d d e l a pa red d el tu bo. La exc en-tric ida d pue de de fini rse en gr ande s ras gos como la dist anci aen tre el eje d e la se cci6 n t ran sver sal d el tu bo res pect o d e sudiametr o in teri or y el e je resp ect o d e s u d iametro ext eri or.C uan do tal es e jes n o co inci den , e l e lemento e s e x:ce ntri co. L aco rre ccio n de exc entr icid ad se re fier e a la re ducc joll . . ie d ife-ren cia s en es peso r d e pare d. La pa ten te est ado unid ens e no.3 . 0 9 5 . 0 8 3 da a c onoc er un m~tod o y u n apar ato p ara cor regir l aexc entr ici dad esti rand o (tir ando ) e l elemento a tra veg de unamatr iz incl ina da s in el usc de he rramien tas inte rnas . N o obs-ta nte, no s61 0 es l a magn itud de c orr ecci 6n de excent ric idadob teni ble l imit ada , si no que se h a en cont rad o qu e la matr iz enal guno s c asos pro duc ira un engr osa mien to de l a p are d y e n o tro sca sos pro duc ira. u n adel gaza mie nto d e l a p are d. E sta mis ma M c-ni ca par a efectu ar un a corr ecci on de e xce ntri cid ad s e ut ilizaen la p ate nte esta dou nide nse no. 3 . 1 3 1 . 8 0 3 en la que s e ut i-liza l a ma triz inc lin ada en c ombi nac ion con u n man dri l in ter-no . Otr os e nfoques a l a cor recc i6n de excen tric idad se uti li-zan t ambi ~n, p or e jemplo; l a pate nte e sta doun ide nse no.3 . 1 6 7 . 1 7 6 uti liza un mand ril b asc ulan te, y la pat ente esta dou ni

1 0 .

1 5 .

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d e n se n o . 3 . 6 9 8 . 2 2 9 u t il i za l a e l i mi n a ei 6 n d e me t a l de l ap a r te d e pa r e d gru e s a d e l t ub o . - - - - - - -

RESUMEN DE LA INVENCION

5 .E l p r es e n te p r o ee d i mi e n to s u p er o d e gr a n ma n e ra m~

e h o s d e lo s p r o bl e mas d e lo s p r o ce d i mi e n to s de l a t e cn i c a a n-t er io r r el at ivo s al d o b la d o d e t u b os y a la c o r re c c 16 n de e x-e e n t r i c i d a d . En e l as p e ct o d e la p r es e n te i n ve n c io n di r i gi d aa l do b l ad o , s e emp u ja u n t u bo de ma t er i a l d ~ct i l a tr a ve s d eu n a ma t r iz i nc l i na d a de fi n id a po r c ie r t as r e la 9 i o ne s a n gu l a -r es r e s pe c t o d el e je l on gi tu d i na l d e l tu b o . T a l COM9 s e u t il i -za ~n e s ta me mo ri a , l a e : lq> r es i 6 J?ma t r iz in c l in a d a " s e r efi e -r e a u n a ma t r iz qu e t i en e u n a s i me t r i a bi l a te r a l a l re d e do rd e l e je d e l tu b o en t r an t e 0 s e a, u n p l a no ~i e o d e s ~met r !ae on t i en e e l e je r e ct o d el t ub o en t r an t e . Cu a n do s e emp u ja at r a ve s d e u n a t a l ma tr i z, s e so me te e l el e men t o tu b u la r a u n ar e d uc e i 6n di fe re n e ia l d e d i a me t r o y a u n d e sp l a za mi o n t o defu e rza s qu e a c tu a n n or ma le s al eje d e l tu b o , ha c i en d o as i qu ee l tu b o s e d o b le . Al e o nt r a ri o qu e l as pr a c ti e a s d&le t e e n i c aa n t er i o r, e l tu b o e xpe r i me n t a un es p e sa mi en t o d e p a re d e n t o d al a c i r cu n fer e n ci a . - - - - - - - - - - - - - - -

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2 5 .

U n s egu n do a sp e c to de l a p re s e nt e i n ve n e i- o n i mp li c ae mpu ja r e l e l e me n t o t u bu l a r a t ra ve s de u n a ma t r iz i n cl i n ad ap ar a pr o d uc i r u na c o rr e c ci 6 n de e xc e n tr i c id a d p or la d e bi d aor i e nt a c i6 n d e l tu b o exc e nt r i c o o r igi n al me nt e re s p ec t o d e l a n -gul o d e in c l in a c i6 n d e l a mat r i z. - - - - - - - - - - - - - -


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L a ap lic aci on de una matr iz in cli nad a en u na matr izco mpu est a par a formar a cce sor ios t ubu lar es s e da a co noc er e nla sol ic itu d de p at ent e ame ric ana no. de se rie 26 6.7 35. - - -

10.

L os d ist int os asp ect os d e no ved ad que ca rac ter iza nla in ven ci6 n s e s efi ala n de modo par tic ula r en las r eivind ica -c ion es ane xas a e sta me mor ia y qu e for man pa rte d e la misma.Pa ra un a mayor co mpr ens i6n de la i nve nci on , sus ven tajas op era -ti vas y las fi na lid ade s e spe cifica s o bte nid as p ar su uso , deb eh ace rs e re fer enc ia a l os pIa no s a ne xos y ma ter ia de scr ipt ivae n l os que s e il ust ra y s e de scr ibe u na rea lizaci 6n pr efe rid ade la in ven ci6 n. - - - - -

B R E V E D E S C R I P C I O N D E L O S D l B U J O S

1 5 .

l a Figu ra 1 ilu str a d e mane ra ge ner al una dis po sic iona pro pia da ut ili zad a p ara re ali zar el pr oce di mie nto i~ confor-ma ci6 n;- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

la Fi gur a 2 es u na vis ta e n c ort e d el el ~m~nto t ubu -lar mi ent ra s se emp uja a tra ves d e la matr iz i ncl ina da de laFigura 1; - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

20.la Figu ra 3 es una vis ta en sec ci6 n tra ns ver sal de

un el eme nt o tub ula r a nte s de somete rse al pr oce dimien to de co-r rec cio n d e excen tri cid ad; y - - - - - - - - - - - - -

la Fi gur a 4 ilu str a l a s ecc i6n t ran sve rsa l d el t ubades pue s de su fri r e1 pro ced imi ent o de c orr ecc i6n de excen tri -ci dad . - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -


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DESCRIPCION DE LA REALIZACION PREFERIDA

5.

La presente invenci6n se dirige en general a un pro-cedimiento para cambiar selectivamente distintos aspectos di-mensionales de elementos tubulares ya formados para producirdobleces de alta calidad 0 para corregir caracter!sticas dee xc en tr ic i da d i nd es e ab le s, 0 para crear deseables caracteris-ticas de excentricidad. La invencion es aplicable a elementostubulares que se construyen de materiales capaces de deforma-ci6n plastica (d~ctiles) tales como metales ferreos y no f e -rreos as! como plasticos y materiales susceptibles de defor-maci6n plastica relacionadoa. - - - - - - - - - - -- - - - -

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I. DOBLADO DEL TUBO

1 5 .

Con referencia a la Figura 1 , el elemento tubular10, cuya superficie exterior puede estar tratada de" un lubri-cante comercial, se coloca operativamente en el tr~o de entr!da de una matriz inclinada 12. Puede ser conveniente un tramode guia de introduccion (no ilustrado). La matriz ~~ se apoyaen un soporte 14 0 esta fijada firmemente al soporte. La pla-tina 16 se prensa hace contacto separadamente con el extremolibre del elemento tubular 10 0 esta fijado al extremo librede alguna manera y empuja el elemento en y a traves de Ia ma-triz 1 2 . No hace falta empujar e1 tubo forzosamente por au ex-tremo, p~r ejemp10, puede ser empujado p~r pinzas que sujetane1 tubo de1ante de la entrada de Ia matriz. La fuerza de empu-je puede proporcionarse por una prensa 0 por cualquier otro

2 0 .

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..........

5.

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dispositivo de empuje. El soporte 14 soporta la matriz confor-madora 12 y proporciona una trayectoria de salida para el elemento tubular conformado 26 a traves de la abertura 18. -

Con referencia a la Figura 2, se caracteriza la co~binaci6n de la matriz inclinada 12 can el elemento tubular 10que se ha empujado en la misma por ciertas consideraciones geQmetricas relacionadas a los mismos. El elemento 10 empieza conun diametro exterior original ODs. (Observese., para comodidadde ilustracion, que la Figura 2 ilustra una forma determinadade matriz bilateralmente simetrica (0 matriz inclinada) com-puesta de tramos c6nicos circulares). A los efectos de mayorexplicaci6n, es de ayuda situar el eje geometrico (~ del tUbaentrante 10 a medida que penetra en la matriz 12. 3e, ruede co~siderar que la~atriz inclinada 12 es una forma configurada apartir de un cono 20 de entrada y un cono 22 de alivi~. El cono20 es un primer tramo troncoc6nico hueco y el cono 22 es un s~gundo tramo troncoc6nico hueco. Observese que estos tramos nohan de ser forzosamente conos circulares, si bien la mayoriade los procedimientos practicos se utilizarian can los circu-lares. Los tramos c6nicos 20 y 22 se unen en el plano de cortedenominado comUnmente una garganta 24 de modo tal que cuandose fuerza el elemento tubular 10 sin doblar a traves del cono20, pasa por la garganta 24 com~ un tubo doblado 26 en el tra-mo 22. El elemento tubular 10, que comenz6 con un diametro ex-terior original ODs se ~eforma por su paso a traves de la ma-triz para dar un elemento tubular conformado 26 que exhibe undiametro exterior ODf El cono 20 de entrada puede describirse


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ademas con respecto al elemento inicial 10 y el elemento con-formado 2 6 por referencia a los siguientes s!mbolos: - -

C = el angulo del cono de la matriz (denominado fre-cuentemente el angulo de semicono) que es la relacion angularentre la superficie del cono y el eje geom~trico del cono. -

T = angulo de inclinacion de la matriz que es la r~lacion angular entre el eje geometrico de la matriz del cono yel eje geometrico del tubo entrante. -

I x = angulo maximo de entrada de matriz igual a10. C + T. - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Ii = angulo minimo de entrada de matriz, tgual aC - T . - - - - - - - - - - - - - - - - - -

RC = radio interior de curvatura del tub~ ~Qblado. -

15.Se ilustra en la Figura 2 una matriz inclinada cuyo

plano 27 de salida de matriz es normal al eje geometrico del a matr iz 0 cono. Si bien es conveniente para la mayorla delos procedimientos practicos, este plano 27 de salida no h a deser forzosamente normal al eje geom~trico de la matriz. En sulugar, el plano 27 de salida podrla estar inclinado a cual-quier lado de esta orientacion normal y todarla se doblanael t ube. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

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Se observara que Ix y Ii definen secciones muy in-


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clinada y poco;inclinada situadas opuestamente, respectivamen-te, del cono 20 de entrada respecto del eje geometrico delelemento 10. A medida que se empuja el elemento 10 a traves dela matriz 1 2, una parte de su circunferencia, que encuentra laparte mas inclinada de la matriz sufre una deformaci6n mayor(reduccion de diametro) que la parte opuesta, produciendose lamayor reduccion y fuerza de reducci6n acompafiante en aquellaparte del cono asociada con el ~gulo maximo de entrada Ix'Unos principios bien establecidos de conformaci6n de metalesdictan los angulos practicos maximos que pueden utilizarse sinprovocar un excesivo "trabajo redundante" que crea elevadasfuerzas de empuje que a su vez promueven el arruga@ieLto deltubo 0 un doblado irregular. Se ha encontrado que Ix tiene unlimite superior critico de aproximadamente 40 Q y e1 angulo de

15.. inclinaci6n tiene un limite superior cr!tico de 20Q y debeser mayor a OQ e igual al angulo de cono 0 menor que el. El li-mite critico de I varia algo seg6n la relaci6n de OD It (don-x s

20.

25.

de t es el espesor de la pared del tubo original)~ ssgUn. lareducci6n del diametro y segdn las caracter!sticas fricciona~lese Cuando se superan estos limites, el tubo entrante tende-r a a~r uga rs e 0 el elemento que sale de la matriz tendra undoblado irregular impredicible y un radio de curvatura no uni-forme. Estos i!mites definen una zona de transici6n y, cuandono se sobrepasan, dan como resultado un doblado uniforme y pre-dicible del tubo que tiene un radio uniforme de curvatura. MasalIa de esta zona de transicion, el elemento que sale de lamatriz exhibe un comportamiento impredicible con una reducci6nsorprendente en el doblado y un radio de curvatura erratico.-


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La disminuci6n diferencial de diametro da como re-sultado una fluencia de material proporcional a la misma pro-vocando un mayor alargamiento en aquella parte del elementotubular que experimenta la mayor reducci6n, con 1 0 que el re-

5. sultado del alargamiento diferencial es el doblado. Se obser-vara que durante el empuje del elemento tubular 10 a traves dela matriz 12, una parte de la circunferencia del elemento maspr6ximo al elemento Ii 25 del cono de entrada hace contacto conla matriz anteriormente a la parte opuesta que se pone en con-

10. tacto con el elemento Ix 23 del cono. Este desplazamiento delcontacto inicial en la zona 20 de entrada da como resultado undesplazamiento de las fuerzas de la matriz normalm~nte al tubo10, produciendo de esta forma un par (0 momento) que a su vezpromueve un mayor doblado del tubo. Debe observarsa aqui, in-

15. cluso en el caso extremo de que no haya reduqci6n de diametro(0 sea, cuando el ODs del tubo eS'igual al diametr~de la gar-ganta 24 de la matriz), un tubo que se empuja a treves de unama tr iz in cli nad a e xpe rime nt ara es te d esp laza mi ent o d e"fu er zasde matriz y as! se doblara; puede comprobarse este fen6meno

20. geometricamente. Cierta cantidad finita de doblado permanentese producira mientras el angulo de inclinaci6n sea suficientepara provocar una cantidad finita de deformaci6n plastica deltubo. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

2 5 .Tambien se ha encontrado que el enfoque arriba dado

da como resultado el que la secci6n transversal tubular glo-bal permanezca substancialmente redonda y generalmente da comoun espesamiento de la pared alrededor de toda la secci6n tran~

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versal. Cuand o se realiza correctamente, el procedimientoelimina virtualmente la posibilidad de hundimiento de la pa-red del tubo que ha obstaculizado tantos de los procedimien-tos de doblado de la tec nica anterior, pero 10 hac e s in exi-gil' el us o de un mandril u otros tipos de soporte interno. El

procedimiento de la invenci6n tambien demuestra una gama ex-tremadamente conveniente de aplicaci6n con respecto a las re-laciones ODs/t en co mparaci6n con l os procedimientos de latecnica anterior sin mec anismos de soporte interno, con lige-ras variaciones respecto del material en particular. Puedenhacerse rutinariamente dobleces mayores a 180Q, siendo Unica-mente la limitaci6n la holgura del tubo doblado en la maquina.El procedimiento es aplicable a cualquier material ma leableo ductil. Proporcionando el soporte 0 bien a la sUj;lerficie ex-terior 0 bien a la superficie i nterior del tubo r-ecto 10, po-dria retardarse el arrugamiento. Realizando todo el p.oce di-miento bajo una presi6n hid rostatica a mbiental suf~ci~ntementeelevada (por ejemplo en una camara de elevada presion), po-drian doblarse materiales norma lmente quebradizos (dificilesde deformar sin fractura). El tube puede conformar se en frio,en templado 0 en caliente). - - - - - - - - - - - - - - - - -

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La Tabla 1 que sigue resume los resultados de ensa-yo obten idos en el doblado de un tubo de acero al carbono de-terminado con una reducci6n del 5 , 3 % d el diame tro exterior.-


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o 0 0 0 0000000o 0 0 0 00000000,0 l C ' \ . . - C O C \ J O C O C \ J I : - l C ' \ O " IC \ J 1 " " ) 1 " " ) I " " ) v O " 1 l : - l " " ) l " " ) v l " " )I I I I I I I I I I I00000000000000000 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0I " " )0 v 0 1 : - l C ' \,0 1 :- .. -0 " 1 0 0 " 1 0, 01"")0,0 C \ JC \ J 1 " " ) 1 " " ) 1 " " ) 1 " " ) 1 " " ) 1 " " ) 0 , 0o,o I : - C \ J I " " ) v l " " ) l C ' \

011"")0,00,00,0 C \ JC \ JC \ JC OC OO C\ J l" " ) o, o o, o o ,o C \ J. . - . . - , . . , . . . . , . . . . C \ J C \ J , . .

OC O O l C ' \ C O C O O l C ' \ C O O C \ J ~ C O O l C ' \ r o c oC \ 1 , . . C \ 1 C \ 1 , . . . . C \ 1 C \ 1 C \ 1 C \ J C \ 1 , . . . . C \ 1

, . . . ." " ) " " ) , . . . ., . . . .0,0 C \ l l C ' \ r o I : -V0 0,0 I : - 0~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ft ~ ft ft ft ~ ~ ~r : - O " 1 C \ JC \ 1 r o o , o I " " ) C \ J O ~ C\ J ~ r : - I . I" \ . . - o , o

I . I " \ I " " ) I " " ) C \ J , - - , - - , - C \ J , - - C \ J C \ J I . I " \ I " " ) C \ J C \ J . . -

~C \ J ~ C \ J ~ O" I I " " ) I " " ) O " 1 o , o ~ O " 1 I" " ) I " " ) I " " ) C \ J I . I" \O O O O , - . . - . . - C \ J C \ J I " " ) I " " ) O O O O . . -0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ~ ~ ft ~ _ _ ft ~ ~ ~ a ft ft a0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

~I : - r - C O o , o C \ J O C \ J C O C \ J I r \ l C ' \ ~ ~ " " ' C \ J Oft ~ ~ ~ ~ ~ ft ft ft ~ ~ ~ ~ ~v v l r \ l r \ C O r - C O 0"1 0"10"10"1 1 " " ) 1 " " ) l C ' \\ o.. - ..-..-

~o , o o , o O " I I " " ) O , , -I " " ) O I r \ I r \ C OC \ J I " " ) C \ J ~ O ~ ft ~ ft ft ~ _ ~ ~ v t . r \ I " " ) r : - I : - C \ J r : - l " " ) l " " ) l r \ v ~ l r \ l " " ) o , o

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- 12 -

O lttlS -tP.r-!r-III


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Hf g~oHoo~

o000 0 t - 0 0 0 0 0 0 0O l C \ C \ J O O O O O O OI.!"I 0 , - -e s o ( ' t ') . .- I. ! )' t ' ) 0l C\ . .- ( ' t' ) .. q -l !' \ .. q -I .! ) l! ' \l !' \000 0o e o ( ' t ' )01"") ....e o . . - C \ JI I . ! )

000 0I . ! ) ( ' t ' ). . q - . . q -I I III I I I I I I I I I I001 0 0 0000t - ( ' t ' ) 0 \I . ! ) . . - . . -o 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 C \ J 0 0 ( ' t ' ) 0 0 0 0 0 0 0l C \ ' - O ~ l ! ' \ O C \ J ~ e o C O ( ' f ) , - t -~ ~ .. .. l ! ' \0 \ ,- ( 't ') .. q- . .q -' t ' ). ! )l ! ' \ . . q -

01C \ J C \ J C O C O O C \ J ( ' t ' ) I . ! ) I . ! ) I . ! ) C \ J C \ J C \ J C O C O O C \ J~~~~NN ~~~~~NN

01O l ! ' \ r o O C \ J . . q - r o O l ! ' \ r o r o O l . ! " l r o O C \ J . . q -C \J .. -C \J C\ JC \J C\ J C \J .. - C \J C\ J. .- C\ JC \J C\ JC \J

_~~~~~a~~~~~~( ' t ' ) . . - t - O \ t - O l . ! " l e o . - O \ C \ J O O C O l ! ' \. . - . . - . . q - C \ J ( ' t ' ) . . q - C \ J C \ J , - , - , - , - ( ' t ' )

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10.

Como resultado de un anSlisis comprensivo de muchosensayos se ha descubierto que el radio de curvatura del tubodoblado queda fuertemente influido p~r el angulo de inclina-cion y en menor grado por ella reduccion del diametro exter-no y por la re1acion entre e1 diametro original y e 1 e sp es or .La fuerza de empuje requerida sobre el tubo de entre la ma-triz es funcion fuerte de la reduccion del diametro externo yfuncion debi1 del angulo de inclinacion como elangulo de co-no y la relacion entre el diametro original y el espesor. Tam-bien se ha encontrado que e1 doblado maximo se produce cuandoel angulo de inc1inaci6n se aproxima a los 182 y el angulo decono es un minimo en exceso del angulo de inclinaci6n, del or-den de 0 a 22. Los resultados de enaayo indicanaiemas que eldoblado maximo se produce cuando el porcentaje de disminuci6ndel diametro externo del tubo es igual aproximadamente a lamitad del valor de la relacion entre el diametro o~ier~al y el

1 5 .

espesor. - - - - -

I I . C O R R E C C I O N D E E X C E N T R I C I D A D D E L T U B O

2 5 .

El empujar un elemento tubular a traves de una ma-t ri z i nc li na da 12 establece fuerzas que dan como resultadouna deformacion plastica del material proporcional al angulode disminucion del diametro que aquella parte particular deltubo "de". E n todo caso, el empujar el elemento 10 a trav9sde la matriz 12 da como resultado un espesor mayor de pareden toda la circunferencia. El aumento maximo de espesor seproduce en aquella parte del tubo que ve la disminucion maxima

20 .


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- 15 -

(en Ix)' y el aumento minimo de espesor corresponde a la dis-minuci6n minima (en Ii). - - - - - - - - - - - - - - - -

La Figura 3 ilustra la vista en secci6n transversalde un elemento tubular 10 (con un espesor minimo de pared 28,un espesor maximo de pared 30 y un diametro interior 32) conanterioridad a su entrada en la matriz inclinada 12. Se ilus-tra la excentricidad de forma exagerada para facilidad de ob-servaci6n. - - - - -

20.

El elemento tubular 10 se empuja a trav9s de la ma-triz 12 de acuerdo con el procedimiento descrito haste ahora.No obstante, cuando se utiliza el procedimiento para efectosde correcci6n de excentricidad la orientaci6n del E:lsF.entoesmuy importante. Dado que el empujar el elemento a traves dela matriz siempre da como resultado un aumento del grosor dela pared alrededor de la circunferencia del elemento, el espe-sor minimo de pared 28 deberia "ver" la parte maxima 20 dedisminuci6n de la matriz. El angulo maximo de disminuci6n pue-de escogerse en base de la cantidad de correcci6n de excentri-cidad requerida. Naturalmente, el doblado acompafia la correc~ci6n de excentricidad y el tubo puede exigir una operaci6n deenderezado segUn las exigencias de la aplicaci6n. - - - - - -

10.

25.

La figura 4 ilustra la secci6n transversal del ele-menta 26 despu9s del salir del cono 22 de alivio dela matriz12. S a ilustra el elemento con una pared 34 de seccion trans-

,versal uniforme alrededor de la circunferencia del elemento,un diametro interior 36 reducido de un diametro interior 32


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- 16 -

y un diametro exterior ODf reducido del diametro exteriororiginal ODs. - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

5 .

E n La Tabla II se compara el cambio de porcentajede excentricidad (despues de enderezamiento) obtenible porel presente procedimiento en comparaci6n con el metodo de lataeniea anterior de estirar el tubo a travas de la matriz.Como queda facilmente evidente, un aumento significante delcambio de porcentaje de excentricidad caracteriza el metodode la presente invencion. - - - - - - - - - - - - - - - - -

1 0 . En algunos casos puede ser deseado cambio.t'i>ero n ofo rzo sa me nt e c or regi r l a e xe en tr ici da d. En estos casos, seorienta debidamente el tubo entrante respecto de la m~trizpara efectuar el cambio deseado de espeeor de pared en lacircunferencia del tubo de acuerdo' con los principioa descri-

15. toe anteriormente. - - - - - - - - - -


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. . . .C\ J " r i~o M m ~i r d > "


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A lo s efec to s co ns igui en te s s e de cl ar an de no ved ady pr op ie da d p a ra Es pa na , s us t er ri to ri os y pl azas d e so be ra -n ia , la s re ivin d ic ac io ne s que si gu en . - - - - - - - - - - - -


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- 19 -

REI V I N DIe A C ION E S

5 .

1.- Metodo para doblar tubos, en una matriz quetiene un paso con forma troncoc6nica'que termina en una gar-ganta, formada con una secci6n muy inclinada y una secci6n

poco inc1inada directamente opuesta a 1a secci6n muy inc1ina-da, y proporcionada y dispuesta de modo que e1 angu10 maximode entrada de matriz Ix no es superior a unos 40 Q y que e1angu10 de inc1inaci6n de 1a matriz T no es superior a unos

1 0 .2 0 Q Y es mayor de O Q y menor que e1 angu10 de cono C, dondeIx es igua1 a C + T, T es e1 angu10 entre e1 eje geometricode la matriz y el eje geometrico del tubo entrante, '0 es e1

2 0 .

angu10 entre 1a superficie del cono y e1 eje de la matriz ca-racteri.zado per-que comprende empujar e1 tubo a trav~s del pa-so de la matriz para someter10 a fuerzas circunfer&ncia1es dereducci6n de diametro dentro de la matriz que var!aniesde unmaximo donde.encuentra la parte m~s inclinada y pa~u Bometer-10 a un desplazamiento de fuerzas de matriz que producen unpar 0 moment 0 de fuerza, a un minimo donde encuentra 1apar-te poco inclinada para provocar e1 doblado del tubo a1rededorde 1a secci6n poco inclinada y permitir que e1 tubo se dob1e

15.

sin limi t aci6n m~s alla de la garganta.

2.- Metodo segUn la reivindicaci6n 1 , caracterizadoporque la matriz tiene un angulo de inc1inacion de 182 y unangulo' de cono 18 a 202 para un doblado maximo del tubo. - -

25. 3.- Metodo segUn la reivindicaci6n 1,caracterizado


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- 2 0 -

porque el tubo sufre un doblado mientras se reduce au diame-tro externo. -

5 .

4.- Metodo segUn la reivindicaci6n 1 , caracteriza-do porque toda la secci6n de pared del tubo aumenta de espe-sor al pasar a traves de la matriz. - - - -

10.

5 . - Metodo segUn la reivindicaci6n 3 , caracterizadoporque la pared del tubo original varia en espesor y el tubose empuja de tal forma a traves del paso de la matriz que suparte m~s delgada experimente una fuerza m~ima de reducci6nde diametro haciendo que aquella parte aumente de espcsor enuna cantidad mayor que las otras partes de la pared que su-fren una menor fuerza de reductli6n de diametro. - -

6 . - Metodo segUn ~a reivindicaci6n 5 , caracterizadoporque la parte m~s delgada del tubo no sufre la fUerza ~i-

15. ma de reducci6n de diametro. - - - - - - - - - -7.- "METODO PARA DOBLAR TUBOS". - - - - - - - - - -

2 0 .

Todo ello conf9rme se describe y reivindica en lapresente memoria que consta de veinte hojas, foliadas y meca-nografiadas por una sola de sus caras, y de una lamina de di-bujos que la ilustran.

,mgs.


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THE BABCOCK e W IL CO X C OM PA N Y H O JA UN IC A

F I G . I

FIG.316 10 10

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FIG.414

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doblado de tubos

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