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1 k 19 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA 11 knúmero de publicación: kint. Cl. 7 : B23K /12 B21D 3/ 12 k TRADUCCION DE PATENTE EUROPEA T3 86 knúmero de solicitud europea: k Fecha de presentación: k Número de publicación de la solicitud: k Fecha de publicación de la solicitud: k 4 Título: Proceso de soldadura por frotamiento lineal para hacer llantas de ruedas. k Prioridad: US 6898 k 73 Titular/es: Meritor Light Vehicle Systems, Inc. 213 West Maple Road Troy, Michigan 48084, US k 4 Fecha de la publicación de la mención BOPI: k 72 Inventor/es: Mahoney, Murray k 4 Fecha de la publicación del folleto de patente: k 74 Agente: Gil Vega, Víctor ES T3 Aviso: En el plazo de nueve meses a contar desde la fecha de publicación en el Boletín europeo de patentes, de la mención de concesión de la patente europea, cualquier persona podrá oponerse ante la Oficina Europea de Patentes a la patente concedida. La oposición deberá formularse por escrito y estar motivada; sólo se considerará como formulada una vez que se haya realizado el pago de la tasa de oposición (art del Convenio sobre concesión de Patentes Europeas). Venta de fascículos: Oficina Española de Patentes y Marcas. C/Panamá, Madrid

2 1 ES T3 2 DESCRIPCION Proceso de soldadura por frotamiento lineal para hacer llantas de ruedas. Campo y antecedentes de la invención La presente invención se refiere en general a un proceso para hacer llantas de ruedas de vehículos que incluye la utilización de soldadura por frotamiento lineal. Actualmente, las llantas de ruedas de vehículos se fabrican mediante un proceso que incluye soldadura a tope por chispas antes de las operaciones de embutido y de formación de perfiles con rodillos. La GB-A , muestra un procedimiento para hacer llantas de ruedas de vehículos, que comprende las fases de: manipular una pieza de metal normalmente plana, que tiene un primer extremo y un segundo extremo, proporcionándola una configuración normalmente cilíndrica con el primer extremo orientado hacia el segundo extremo; y presionar el primer extremo contra el segundo extremo utilizando una primera fuerza que tiene una primera magnitud y una dirección que es normalmente tangencial a dicha configuración cilíndrica. Según este documento, los extremos opuestos se sueldan a tope por chispas. Para realizar la fase de soldadura, el primer extremo se debe presionar contra el segundo utilizando una primera fuerza que tiene una dirección normalmente tangencial a dicha configuración cilíndrica. Los procedimientos convencionales de soldadura de llantas para ruedas tienen varios inconvenientes asociados. Por ejemplo, la soldadura a tope por chispas hace necesario un reprocesamiento e introduce la posibilidad de que se produzcan defectos en las partes planas de las llantas. Los defectos en estas partes planas son perjudiciales a la hora de formar las llantas de las ruedas, debido a que pueden crear trayectorias de filtración, lo que puede hacer que la llanta de la rueda no sea eficaz. En consecuencia, durante o después del proceso de fabricación, tienen que inspeccionarse las filtraciones de las llantas de las ruedas mediante inmersión. Esto supone una pérdida de tiempo y puede resultar costoso debido a la labor que implica. Además, la soldadura a tope por chispas requiere un consumo de energía grande. Otra desventaja consiste en las medidas a tomar para reducir los riesgos asociados a la introducción de contaminantes en el aire. La soldadura a tope por chispas también puede producir rebabas excesivas, lo que se añade a los costes iniciales de la materia prima. Además, las llantas de ruedas modernas se hacen con diferentes materiales y puede resultar difícil acomodar tales materiales en un proceso de soldadura a tope por chispas. Además, se necesitan diferentes máquinas de soldadura para soldar diferentes materiales tales como aluminio o acero, y las prácticas de soldadura convencionales, tales como la soldadura a tope por chispas, alteran la microestructura final de diferentes maneras, lo que da como resultado una estampabilidad reducida. En consecuencia, es deseable proporcionar un proceso para fabricar llantas de ruedas que aumente la velocidad de producción y elimine los inconvenientes asociados a los procesos convencionales. La presente invención proporciona un proceso de fabricación que elimina los inconvenientes y defectos de los procesos convencionales. En este proceso se utiliza la soldadura por frotamiento lineal para realizar juntas de soldadura más fiables y eliminar los inconvenientes asociados a la soldadura a tope por chispas. La soldadura por frotamiento lineal es un proceso utilizado y conocido en la industria aeroespacial. Normalmente, implica poner en contacto directo dos objetos metálicos bajo una carga axial. Los dos objetos se mueven después uno con respecto al otro en un modo normalmente lineal para aumentar la temperatura del metal. Antes de que la temperatura alcance el punto de fusión del material, el movimiento lineal correspondiente se detiene y la carga axial se aumenta presionando los dos objetos entre si. El resultado es una unión altamente resistente con una estructura microcristalina uniforme muy fiable. La GB-A , se refiere en general a un procedimiento para hacer un elemento anular, aunque específicamente sólo se refiere a coronas de excéntricas para utilizar en una bomba de inyección de combustible de tipo rotodistribuidor. Parte de un estado de la técnica donde las coronas de excéntricas se mecanizan a partir de un bloque sólido de material, y propone un procedimiento de soldadura por frotamiento lineal que comprende: manipular una pieza de metal normalmente plana, que tiene unos extremos primero y segundo, para darle una configuración normalmente cilíndrica con el primer extremo orientado hacia el segundo extremo; presionar el primer extremo contra el segundo en dirección normalmente tangencial a dicha configuración cilíndrica; mover el primer extremo con respecto al segundo manteniendo el primer extremo contra el segundo para aumentar así la temperatura de cada extremo y unir de manera fija los dos extremos entre si. Breve descripción de la invención En términos generales, el procedimiento de esta invención, según se define en las reivindicaciones 1 y 9, se utiliza para hacer llantas de ruedas de vehículos de una pieza de metal normalmente plana. Primero, la pieza de metal se manipula para darle una configuración normalmente cilíndrica o enrollada. La pieza de metal tiene dos extremos que se disponen enfrentados entre si cuando la pieza de metal tiene esta configuración cilíndrica. El primer extremo se presiona después contra el segundo. A continuación, un extremo se mueve, siguiendo un modelo normalmente lineal, con respecto al otro, manteniéndose los dos extremos uno contra otro. Este movimiento lineal aumenta la temperatura del metal de cada extremo. Después de que la temperatura ha aumentado hasta un punto deseado, aunque sin llegaralatemperaturadefusión del material, el movimiento lineal se detiene. Después un extremo se alinea y presiona contra el otro extremo utilizando una fuerza de una magnitud mayor que la fuerza utilizada para mantener los dos extremos juntos en las fases anteriores. Debido al aumento de la temperatura del metal y a la mayor fuerza, los dos extremos se unen entre si de manera fija.

3 3 ES T3 4 Las diferentes características y ventajas de esta invención, quedarán claras para los versados en la materia en la siguiente descripción de la realización preferida, descripción queserealizacon referencia a los dibujos adjuntos. Breve descripción de los dibujos - La figura 1, es una vista en perspectiva de una pieza de material a utilizar para fabricar la llanta de una rueda según esta invención. - La figura 2, muestra el material de la figura 1 en configuración enrollada. - La figura 3A, ilustra una parte de la realización de la figura 2 y muestra esquemáticamente una fase inicial del proceso de unión según esta invención. - La figura 3B, muestra una fase posterior del proceso de fabricación según esta invención. - La figura 3C, muestra esquemáticamente la terminación del proceso según esta invención. - La figura 4, muestra la rueda final. Descripción detallada de la realización preferida La figura 1, ilustra una pieza de metal normalmente plana. Entre los materiales adecuados para utilizar el procedimiento según esta invención se incluyen aleaciones de aluminio y aleaciones de acero u otros materiales metálicos. La chapa de metal tiene un grosor 26, una anchura 27 y una longitud 28. El grosor 26 y la anchura 27 definen el tamaño de una superficie en cada extremo 22 y 24. En un ejemplo, el grosor preferido 26 es de aproximadamente 3 mm y la anchura preferida 27 es de aproximadamente 170 mm. Las dimensiones del material varían dependiendo de las condiciones requeridas para la llanta de la rueda. La figura 2, muestra la chapa de metal con una configuración normalmente cilíndrica o enrollada. Las superficies del primer extremo 22 y del segundo extremo 24 se oponen directamente entre si. Según el procedimiento de esta invención, la primera superficie 22 se pone directamente en contacto con la segunda superficie 24. El diseño de la maquinaria para manipular la pieza de metal desde la configuración normalmente plana delafigura1alaconfiguración enrollada de la figura 2 está dentro de las capacidades de los versados en la materia y, por tanto, no es necesario hacer una descripción más detallada en esta memoria. Una estructura de sujeción H se muestra esquemáticamente, y puede servir para sujetar los extremos conjuntamente y para mover un extremo con respecto al otro. La figura 3A, ilustra esquemáticamente las primeras fases del proceso de unión según esta invención. El primer extremo 22 se coloca en contacto directo con el segundo extremo 24. Esencialmente, toda la superficie del primer extremo 22 se alinea perfectamente con toda la superficie del segundo extremo 24. Los dos extremos se presionan entre si utilizando una fuerza que se ilustra de forma esquemática con las flechas. Mientras que los dos extremos se mantienen en contacto, el primer extremo 22 se mueve siguiendo un recorrido lineal con respecto al segundo extremo 24. El primer extremo 22 se mueve preferiblemente hacia atrás y hacia delante como se ilustra esquemáticamente con las flechas 32. El primer extremo 22 se mueve preferiblemente una distancia de 3 mm aproximadamente en cada sentido con una frecuencia de aproximadamente entre 70 Hz y 0 Hz. Este proceso continúa hasta que se produce un aumento de temperatura en ambos extremos 22 y 24. La figura 3B ilustra esquemáticamente una fase posterior del proceso de unión. Después de que la temperatura del metal de los extremos primero y segundo ha aumentado adecuadamente, se detiene el movimiento lineal. Esencialmente, el movimiento lineal se detiene antes de que la temperatura del metal alcance su punto de fusión. Después de que se detiene el movimiento lineal, el primer extremo 22 se mueve para alinearse perfectamente con la superficie del segundo extremo 24. A continuación, una fuerza mayor, ilustrada esquemáticamente con las flechas 34, presiona el primer extremo contra el segundo extremo. Debido al aumento de temperatura en los extremos primero y segundo, se produce una rebaba 36 de material entre el primer extremo 22 y el segundo extremo 24. Cualquier rebaba no deseable se quita antes o después de que se enfríe. Después del enfriamiento, el primer extremo 22 queda unido permanentemente al segundo extremo 24. La figura 3C, ilustra esquemáticamente una unión completa entre el primer extremo 22 y el segundo extremo 24. Después de completados los anteriores procesos, la llanta de la rueda se puede acampanar y formar sus perfiles con rodillos según la metodología convencional con miras a hacer la llanta de la rueda con la forma deseada. La unión de llantas de ruedas según esta invención proporciona ventajas significativas. Entre estas ventajas se incluyen un ahorro relativamente grande en los costes de materia prima debido a la reducción de rebabas, la eliminación de la necesidad de inspeccionar filtraciones, ya que la precisión y fiabilidad del proceso de soldadura por frotamiento lineal no lo hace necesario, la reducción del consumo de energía y la eliminación de la contaminación del aire. Además, el proceso de unión de esta invención, proporciona una microestructura completamente recristalizada y de grano fino libre de defectos, y el cilindro de la llanta de la rueda ofrece una excelente estampabilidad durante los procesos de estampación y formación de los perfiles con rodillos. Además, no se necesita una maquinaria diferente para distintos materiales. En otras palabras, las aleaciones de acero y aluminio se pueden utilizar en la misma máquina cuando se forma la llanta de rueda según el procedimiento de esta invención. La figura 4 muestra la rueda acabada 0 que tiene una llanta 1 con unos bordes 2 formados por rodillos y un neumático 4 montado sobre la llanta 1. Como se ha explicado antes, el procedimiento de la invención mejora la calidad de la rueda 0. La descripción anterior es una descripción ejemplar más que una descripción limitativa. Para los versados en la materia, debe quedar claro que se pueden hacer variaciones y modificaciones de la realización mostrada siempre que estén dentro del objeto de las reivindicaciones anexas. 3

4 ES T3 6 REIVINDICACIONES 1. Procedimiento de fabricación de llantas (1) de ruedas de vehículos, caracterizado porque comprende las fases de: (a) manipular una pieza de metal normalmente plana (), que tiene un primer extremo (22) y un segundo extremo (24), para darle una configuración normalmente cilíndrica con el primer extremo orientado hacia el segundo extremo; (b) presionar el primer extremo contra el segundo extremo utilizando una primera fuerza (), que tiene una primera magnitud y una dirección normalmente tangencial a dicha configuración cilíndrica, hasta que dichos extremos se presionan entre si; (c) mover el primer extremo con respecto al segundo extremo manteniendo el primer extremo contra el segundo para aumentar así la temperatura de cada extremo; y (d) presionar el primer extremo contra el segundo utilizando una segunda fuerza (34) que tiene dicha dirección y una segunda magnitud que es mayor que la primera magnitud de manera que los dos extremos quedan unidos conjuntamente de manera fija. 2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la fase (c) se lleva a cabo moviendo el primer extremo (22) siguiendo un recorrido normalmente lineal. 3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque la fase (c) se lleva a cabo moviendo el primer extremo (22) siguiendo un recorrido normalmente lineal y en un primer sentido una distancia preseleccionada, y en sentido opuesto una distancia preseleccionada. 4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque el recorrido normalmente lineal es generalmente paralelo al eje de la configuración cilíndrica.. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la fase (d) incluye las subfases de detener el movimiento de la fase (c); alinear los extremos primero y segundo con un alineamiento preseleccionado; presionar el primer extremo contra el segundo; y después permitir que los extremos primero y segundo se enfríen. 6. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la pieza de metal es de una aleación de aluminio. 7. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la pieza de metal es de una aleación de acero. 8. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además la fase de mecanizar la llanta para formar los bordes después de llevar a cabo la fase (d). 9. Procedimiento de fabricación de llantas (1) de ruedas de vehículos, caracterizado porque comprende las fases de: (a) manipular una pieza de metal (), que tiene un primer extremo (22) y un segundo extremo (24) con una longitud (27), para darle una configuración normalmente cilíndrica con el primer extremo orientado hacia el segundo extremo; (b) presionar el primer extremo contra el segundo extremo utilizando una primera fuerza () que tiene una primera magnitud y una dirección normalmente tangencial a dicha configuración cilíndrica, hasta que dicho primer extremo está orientado hacia dicho segundo extremo; (c) mover el primer extremo con respecto al segundo extremo manteniendo el primer extremo contra el segundo para aumentar así la temperatura de cada extremo; (d) detener el movimiento de la fase (c); (e) sujetar el primer extremo contra el segundo de manera que toda la longitud del primer extremo esté en contacto y alineada con toda la longitud (27) del segundo extremo (f) presionar el primer extremo contra el segundo utilizando una segunda fuerza (34) que tiene dicha dirección y una segunda magnitud que es mayor que la primera magnitud; (g) permitir que la temperatura de los extremos primero y segundo disminuya para que los dos extremos se unan entre si de manera fija.. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado porque la fase (d) se lleva a cabo antes de que la temperatura de la fase (c) alcance una temperatura de fusión predeterminada del metal. 11. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado porque comprende además, después de llevar a cabo la fase (g), la fase (h) de formar los perfiles de la llanta con rodillos para formar los bordes en la llanta. 6 NOTA INFORMATIVA: Conforme a la reserva del art del Convenio de Patentes Europeas (CPE) y a la Disposición Transitoria del RD 2424/1986, de de octubre, relativo a la aplicación del Convenio de Patente Europea, las patentes europeas que designen a España y solicitadas antes del , no producirán ningún efecto en España en la medida en que confieran protección a productos químicos y farmacéuticos como tales. Esta información no prejuzga que la patente esté o no incluída en la mencionada reserva. 4

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