BR102013001761B1 - Dispositivo para a usinagem fina da face circunferencial de uma peça trabalhada, excentricamente disposto em relação ao eixo da peça - Google Patents

Abstract

DISPOSITIVO PARA A USINAGEM FINA DA FACE CIRCUNFERENCIAL DE UMA PEÇA TRABALHADA, EXCENTRICAMENTE DISPOSTO EM RELAÇÃO AO EIXO DA PEÇA. A presente invenção refere-se a um dispositivo (10) para a usinagem fina de uma face circunferencial de uma peça trabalhada, excentricamente disposta em relação a um eixo de uma ferramenta (12), especialmente um mancal de pino de um eixo de manivela, com um conjunto de acionamento giratório (24) para o acionamento giratório da peça (12) ao redor do eixo desta peça, com um conjunto de compressão (20) para comprimir uma ferramenta de usinagem fina contra a face circunferencial da peça trabalhada, e com um conjunto de apoio (18) para o apoio do conjunto de compressão (20) e do chassi (14), estando previsto um conjunto de sujeição de força que exerce forças de aceleração sobre um componente de apoio do conjunto de apoio (18) que se movimentam em vai e vem entre duas posições de inversão, em consequência do giro da peça trabalhada (12).

Description

Descrição

[0001] A presente invenção refere-se a um dispositivo para a usinagem fina de uma face circunferencial de uma peça trabalhada, excentricamente disposto em relação ao eixo da peça, especialmente de um apoio com pino de um eixo de manivela, com um dispositivo de acionamento giratório para o acionamento giratório da peça trabalhada ao redor do eixo da peça trabalhada, com um dispositivo de compressão para comprimir uma ferramenta de usinagem fina contra a face circunferencial da peça trabalhada e com um dispositivo de apoio para apoiar o dispositivo de compressão em um chassi.

[0002] A partir do documento DE 10 2007 059 926 A1, passou a ser conhecido um dispositivo para a usinagem de faces circunferenciais de segmentos de peças trabalhadas, essencialmente de simetria rotativa em peças, como eixos de cames e eixos de manivela que apresentam um eixo da peça trabalhada e vários segmentos da peça, dispostos defasados ao longo do eixo da peça. O documento DE 10 2007 059 926 A1 propõe prever unidades de acabamento de ângulos defasados reciprocamente, em relação ao eixo da peça. Isto deverá possibilitar uma disposição com economia de espaço e de construção simplificada de unidades de acabamento dispostas paralelamente adjacentes em relação ao eixo da peça trabalhada.

[0003] O documento EP0366506 refere-se a um dispositivo que compreende três blocos para aplicação de abrasivo para a usinagem de cada superfície de apoio da peça a ser trabalhada, em que um dos blocos é montado em uma posição fixa no braço e os outros dois são montados em duas mandíbulas articuladas no braço, de tal forma que quando as duas mandíbulas são apertadas, após o braço ter sido baixado sobre a superfície de apoio a ser usinada, os três blocos são dispostos nos cantos de um triângulo equilátero e exercem uma pressão uniforme e controlável sobre a peça a ser trabalhada.

[0004] O documento EP0382336 divulga uma máquina de microacabamento para para o acabamento de uma superfície de munhão de apoio cilíndrica externa de uma peça a ser trabalhada. Uma sapata de controle de tamanho é usada com uma sapata de microacabamento de tal forma que o diâmetro de uma peça a ser trabalhada geralmente cilíndrica pode ser continuamente monitorado durante o processo de microacabamento. Uma vez atingido um diâmetro pré-determinado ou uma geometria da peça a ser trabalhada, o processo de usinagem pode ser terminado. Uma vez que as sapatas devem ser mantidas no acoplamento com a peça a ser trabalhada depois que um diâmetro desejado é alcançado, a pressão aplicada pelos braços de microacabamento é aliviada até que todas as superfícies da peça a ser trabalhada sejam usinadas.

[0005] O objetivo da presente invenção reside em criar um dispositivo da espécie inicialmente citada que possibilita elevadas exigências de qualidade suficientes e ao menos uma usinagem fina econômica de uma peça.

[0006] Em um dispositivo da espécie inicialmente citada, esta tarefa será solucionada de acordo com a invenção pelo fato de estar previsto um dispositivo de aplicação de força que exerce forças de frenagem e/ou de aceleração sobre uma seção de apoio do dispositivo de apoio que se movimenta em vai e vem, devido ao giro da peça trabalhada, que se movimenta em vai e vem entre duas posições de inversão conseqüentes do giro da peça trabalhada.

[0007] O dispositivo de acordo com a invenção possibilita reduzir ou até em sentido mais amplo evitar as forças inerciais de massa que se apresentam durante a usinagem fina de uma peça trabalhada. Desta maneira, podem ser uniformizadas as forças de compressão atuantes na área de contato entre a ferramenta de usinagem fina e da peça trabalhada, e desta maneira também podem ser uniformizadas as taxas de desbaste e pode ser aperfeiçoada a qualidade da usinagem. As forças de frenagem possibilitam que o componente do conjunto do apoio que se movimenta em vai e vem seja freado antes de uma posição de inversão. As forças de aceleração possibilitam que o componente de apoio, por ocasião ou após o alcance de uma posição de inversão, seja acionado na direção da outra posição de inversão. Desta maneira, é alcançada uma tranquilização considerável do conjunto do mancal. Esta tranquilização também tem por consequência que o dispositivo de acionamento giratório previsto para o acionamento giratório da peça trabalhada não precisa produzir os momentos de acionamento correspondentemente variáveis, conforme o movimento em vai e vem da seção do apoio, a fim de assegurar um giro constante da peça trabalhada. Ao contrário, o dispositivo de acionamento giratório somente terá de aplicar um momento de acionamento mais amplamente constante. Também isto faz com que a face circunferencial da peça a ser trabalhada apresente maiores conclusões de circularidade. Além disso, também é possível aumentar a velocidade do acionamento giratório da peça trabalhada, de maneira que é aperfeiçoada a qualidade da usinagem, sendo conseguidas taxas de desbaste de material maiores, e a usinagem fina de uma peça trabalhada requer menos tempo.

[0008] É preferível quando o dispositivo de aplicação de força exerça uma força de aceleração ao menos direcionada em uma das posições de inversão do componente do apoio, na direção, no sentido da outra posição de inversão. Isto possibilita realizar uma neutralização da força inercial de massa que se apresenta na posição inversa, especialmente em uma seção do apoio que se movimenta verticalmente, relativamente à direção da força de gravidade e preferencialmente é sujeito em ao menos a posição de inversão interior com uma força de aceleração.

[0009] Especialmente é preferido que o dispositivo de aplicação de força, em ao menos as duas posições de inversão da seção do apoio exerça sobre o componente do apoio uma força de aceleração voltada na direção da outra posição inversa. Isto possibilita uma compensação das forças inerciais de massa nas duas posições de inversão.

[00010] Segundo uma ampliação da invenção é proposta que o dispositivo de aplicação de força sujeite o componente de apoio com forças de frenagem e/ou de aceleração, quando o componente do apoio se encontrar em uma posição intermediária prevista entre as posições de inversão. Desta maneira, poderá ser produzida uma frenagem do componente de apoio e/ou uma aceleração deste mesmo componente de apoio, não somente pontualmente nas posições invertidas, porém adicionalmente ou alternativamente também nas posições intermediárias, de maneira que é obtida uma tranquilização, especialmente intensa do dispositivo de apoio. Além disso, as forças de frenagem e/ou aceleração podem ser induzidas de uma forma mais "suave" (no sentido de maior uniformidade temporal), no componente do apoio.

[00011] Segundo uma modalidade preferida da invenção está previsto que o dispositivo de aplicação de força apresente um reservatório de energia que no decurso do movimento do componente de apoio pode ser carregado a partir de uma primeira posição invertida para uma segunda posição invertida, podendo ser descarregada na direção contrária. O carregamento do reservatório de energia pode especialmente a aplicação de forças de frenagem sobre o componente de apoio. A descarga do reservatório de energia acompanha especialmente a aplicação de forças de aceleração sobre o componente de apoio e, portanto, acompanha um reforço do movimento do componente de apoio da primeira posição invertida para a segunda posição invertida. Um reservatório de energia apresenta a vantagem de que a energia sinética do componente de apoio pode ser usada para gerar as forças de frenagem e/ou de aceleração, de maneira que o acionamento giratório requer menos energia para o acionamento giratório da ferramenta. Um dispositivo de aplicação de força que poderia em princípio ser imaginado e que de uma forma vantajosa, a seguir ainda explicada "de natureza ativa", que abrange um suprimento externo de energia, poderá ser dispensado no emprego de um reservatório de energia.

[00012] De preferência, estão previstos ao menos dois reservatórios de energia que podem ser carregados em direções de movimentação reciprocamente contrárias do componente de apoio, podendo, portanto, também ser descarregados em direções de movimentação reciprocamente contrárias do componente de apoio.

[00013] Como reservatórios de energia podem ser usados vantajosamente elementos molares de atuação mecânica ou pneumática. Durante o carregamento desses elementos molares, estas forças de frenagem, durante o carregamento desses elementos molares, estes geram forças de frenagem do componente de apoio. Durante a descarga dos elementos molares, a energia acumulada nos elementos molares será liberada e produz uma aceleração do componente de apoio.

[00014] Vantajosamente, o dispositivo de aplicação de força abrange ao menos uma unidade de cilindro-pistão. Uma unidade deste tipo adapta-se especialmente bem para a integração de reservatórios de energia acima descritos. Uma unidade de cilindro-pistão poderá também ser usada como um conjunto de transferência de força que deriva as forças inerciais da massa do componente de apoio para um entorna do componente do apoio, a fim de ali compensar as forças inerciais de massa, por exemplo, através de acumuladores de energia, especialmente na forma de elementos molares ou também através de elementos geradores de força ativos que podem estar atuantes em forma pneumática, hidráulica, mecânica ou elétrica.

[00015] Uma derivação especialmente simples de forças inerciais de massa em um ambiente do componente de apoio resulta quando o compartimento interno de um cilindro de uma unidade de cilindro-pistão estiver unido fluidicamente atuante com um volume adicional.

[00016] Além disso, é vantajoso quando estiver previsto um dispositivo de abastecimento para a sujeição de pressão do compartimento interno de um cilindro e/ou de um volume adicional, unido com o compartimento interno, possuindo uma pressão de fluido previamente ajustável, especialmente passível de alteração. Um dispositivo de abastecimento desta natureza pode, por exemplo, ser alimentado através de ar pressurizado. A alteração da pressão de fluido poderá ser usada para a regulagem de uma taxa molar do dispositivo de aplicação de força e possibilita uma adequação simples da extensão de uma força de frenagem e/ou de aceleração.

[00017] É possível instalar de tal maneira o dispositivo de aplicação de força que oferece para um determinado número de rotações da peça trabalhada e para uma determinada distância entre a face circunferencial desta peça e o eixo da peça trabalhada e para uma massa determinada do componente de apoio e do conjunto de pressão, e eventualmente da ferramenta de usinagem fina, uma força máxima predeterminada. Para uma adequação simples do dispositivo, especialmente para velocidades de rotação variadas e distâncias variadas entre a face circunferencial da peça trabalhada e do eixo desta peça, todavia, será vantajoso que esteja previsto um dispositivo de controle para a extensão e/ou a direção, e/ou o percurso temporal de uma força de frenagem e/ou de aceleração atuante sobre o componente de apoio. Desta maneira, o dispositivo poderá ser adequado de forma rápida e simples a diferentes geometrias de peças trabalhadas e parâmetros de acabamento.

[00018] Vantajosamente, está previsto um conjunto para registrar a posição do componente do apoio. Em conexão com um dispositivo de controle acima descrito torna-se assim possível um comando especialmente simples do dispositivo de aplicação de força.

[00019] Para um movimento definido do componente de apoio será vantajoso quando este for conduzido em uma guia linear.

[00020] A guia linear está, por exemplo, montada girável por meio de um componente giratório, relativamente ao chassi. Desta maneira, o componente de apoio poderá realizar em uma direção transversal para com o seu movimento de vai e vem os movimentos da face circunferencial da peça a ser trabalhada.

[00021] Neste sentido também é possível alternativamente que a guia linear esteja prevista em um carro e pode ser deslocado em uma direção transversal, especialmente perpendicular, para o eixo de condução da guia linear, no chassi. Uma construção deste tipo também poderá ser chamada de "carro em cruz".

[00022] Segundo outra modalidade da invenção, para compensar forças inerciais resultantes de massa, que surgem em consequência de um movimento do componente de apoio ao redor de um eixo de giro ou baseado no movimento do componente de apoio em uma direção transversal para com o eixo de condução da guia linear, está previsto outro dispositivo de aplicação de força. (Um dispositivo de aplicação de força desta natureza poderá, todavia, também ser usado quando não estiver previsto um dispositivo de aplicação de força para gerar forças de frenagem e/ou de aceleração sobre o componente de apoio que se movimenta em vai e vem, entre duas posições de inversão).

[00023] O dispositivo acima descrito adapta-se para componentes de apoio que se movimentam em vai e vem essencialmente em direção horizontal. O dispositivo acima mencionado poderá, todavia, também ser usado para componentes de apoio que se movimentam verticalmente em vai e vem.

[00024] Para o caso de que o componente de apoio possa ser movido ao longo de um eixo vertical, referido à direção da força de gravidade, entre as posições de inversão, será vantajoso que esteja previsto um conjunto de compensação que gera ao menos em uma seção uma força de retenção atuante em sentido vertical ascendente e que corresponde, no sentido de sua extensão, a força do peso do dispositivo de compressão, do dispositivo de apoio e da ferramenta de usinagem fina (por exemplo, uma pedra de acabamento ou uma cinta de acabamento prevista em uma guia de cinta). Desta maneira, é possível uma compensação de ao menos uma parte da força da gravidade dos componentes mencionados do dispositivo.

[00025] De forma alternativa ou adicional, a força de retenção poderá ser ao menos parcialmente gerada pelo dispositivo de aplicação de força. Também desta maneira torna-se possível uma compensação de ao menos uma parcela da força de gravidade das peças mencionadas do dispositivo. Para o caso de que o dispositivo de aplicação de força produza ao menos uma parte da força de retenção, é especialmente preferido que seja regulável a força de retenção, exercida pelo dispositivo de aplicação de força sobre o componente de apoio. No caso do emprego de uma mola para gerar ao menos uma parte da força de retenção, esta possibilidade de regulagem poderá ser lograda pela alteração da protensão da mola (no caso de uma mola mecânica, pela alteração da posição de batentes da mola; no caso de uma mola pneumática, pela alteração da pressão do caso).

[00026] Para o caso de que o dispositivo de aplicação de força possibilite a regulagem de uma força de retenção, estes mesmos conjuntos de sujeição de força poderão ser empregados para componentes de apoio móveis horizontalmente, como também para componentes de apoio de mobilidade vertical e compensadores da força do peso. Desta maneira, passam a adquirir importância as vantagens de um sistema de construção modular.

[00027] No contexto da invenção, pode-se tratar no caso da ferramenta de usinagem fina de uma ferramenta de polimento, de polimento fino, de esmerilhamento ou de laminação.

[00028] Especialmente com relação à ferramenta de usinagem fina trata-se de uma ferramenta de acabamento que atua juntamente com o dispositivo de compressão e apresenta uma face de trabalho de desgaste e de ação abrasiva. Por exemplo, trata-se de uma ferramenta de acabamento na forma de uma pedra de acabamento que é presa no dispositivo de compressão. No caso da ferramenta de acabamento pode-se tratar também de uma cinta de acabamento, a qual preferencialmente é comprimida por uma concha de compressão do dispositivo de compressão contra a face circunferencial da peça.

[00029] Especialmente para o caso de se tratar na ferramenta de usinagem fina de uma ferramenta de acabamento, é preferível que o dispositivo abranja um acionamento oscilante para a sujeição da peça trabalhada com um movimento oscilante paralelo em relação ao eixo da ferramenta, de maneira que através do dispositivo pode ser produzida uma estrutura de esmerilhamento cruzada, característica para o processo de acabamento.

[00030] Outras características e vantagens da invenção são objeto da descrição seguinte e da representação nos desenhos de exemplos de execução preferidos.

[00031] As figuras mostram:

[00032] Figura 1 - apresentação em perspectiva de uma modalidade de um dispositivo para a usinagem fina de acabamento de uma peça trabalhada;

[00033] Figura 2 - vista lateral de uma parte do dispositivo de acordo com a figura 1, abrangendo uma ferramenta de usinagem fina na forma de uma ferramenta de acabamento, um dispositivo de compressão e um dispositivo de apoio;

[00034] Figura 3 - vista lateral correspondente à figura 2 em uma apresentação em corte fragmentado na região de um dispositivo de aplicação de força, em uma posição de partida, correspondendo a 0°, relativa a uma face circunferencial de uma peça trabalhada;

[00035] Figura 4 - vista lateral correspondente à figura 3, em uma posição de partida girada em 90°, relativamente à posição da peça trabalhada;

[00036] Figura 5 - vista lateral correspondente à figura 3, em uma posição girada da peça trabalhada em 180°, relativamente à posição de partida;

[00037] Figura 6 - vista lateral correspondente à figura 3, em uma posição da peça trabalhada girada em 270°, relativamente à posição de partida;

[00038] Figura 7 - vista lateral correspondente à figura 3, com alargamento do dispositivo com um conjunto para registrar a posição de um componente de apoio do dispositivo de apoio;

[00039] Figura 8 - vista lateral correspondente à figura 3, com o emprego de molas mecânicas como elementos geradores de força e reservatórios de energia;

[00040] Figura 9 - vista lateral correspondente à figura 3, com o emprego de unidades de cilindro-pistão com volumes adicionais unidos fluidicamente de forma fluidicamente ativa;

[00041] Figura 10 - vista lateral correspondente à figura 3, com o emprego de um amortecedor hidráulico;

[00042] Figura 11 - vista lateral correspondente à figura 3, com o emprego de uma mola mecânica operada hidraulicamente;

[00043] Figura 12 - vista esquemática de um exemplo de realização de um dispositivo de abastecimento para a sujeição de pressão dos compartimentos internos de um cilindro e/ou de um volume adicional unido com os compartimentos internos, com uma pressão de fluido que pode ser previamente ajustada, podendo ser especialmente alterada;

[00044] Figura 13 - vista esquemática de outra forma de realização de um dispositivo de abastecimento;

[00045] Figura 14 - vista esquemática de outra forma de realização de um dispositivo de abastecimento;

[00046] Figuras 15 até 18 - apresentações esquemáticas para exemplos do percurso de forças de frenagem e/ou de aceleração na dependência da posição de giro da peça trabalhada, e

[00047] Figura 19 - apresentação esquemática do percurso do momento de acionamento aplicado em um dispositivo de acionamento giratório do dispositivo, sem e com o emprego de um dispositivo de aplicação de força.

[00048] Uma modalidade do dispositivo, ao todo designada com o número de referência 10, serve para a usinagem fina, especialmente para o acabamento de uma peça 12. O dispositivo 10 abrange um chassi 14 fixo com uma seção do chassi 15 para ser unida com um dispositivo de apoio 18, a ser em seguida explicado mais detalhadamente, com o chassi 14. O dispositivo de apoio 18 serve para o apoio de um dispositivo de compressão 20 no chassi 14, a ser em seguida explicado mais detalhadamente. O dispositivo de compressão 20 comprime uma ferramenta de usinagem fina na forma de uma ferramenta de acabamento 22 (vide figura 2), por exemplo, na forma de uma cinta de acabamento, contra a superfície da peça trabalhada 12 a ser submetida ao trabalho de acabamento. A cinta de acabamento está aplicada em um conjunto de cinta de acabamento 23, por exemplo, na forma de rolo refletor 25.

[00049] O dispositivo 10 abrange um dispositivo de acionamento giratório 24 (comparar figura 1) para girar a peça 12 ao redor do eixo da peça 26 (comparar figura 2). O dispositivo de acionamento giratório 24 abrange um cabeçote fixo 28 e um cabeçote móvel 30. A peça 12 está fixada entre o cabeçote fixo 28 e o cabeçote móvel 30. Esta junção constituída do dispositivo de acionamento giratório 24 e da peça trabalhada 12 pode ser movida em vai e vem, em cursos curtos, por meio de um acionamento oscilante 32, ao longo de um eixo de oscilação 34, paralelo em relação ao eixo da peça 26.

[00050] Vantajosamente, o acionamento oscilante 32 abrange um suporte 36 para a fixação do cabeçote fixo 28 e do cabeçote móvel 30. O suporte 36 é acionado por um conjunto de acionamento já conhecido e, portanto, não explicado, por exemplo, na forma de um acionamento excêntrico.

[00051] A peça trabalhada 12 apresenta uma face circunferencial da peça 38 que está excentricamente defasada em relação ao eixo da peça 26. Especialmente a face circunferencial da peça 38 se estende concentricamente ao redor de um eixo adicional 40 que se estende distanciado paralelamente e em relação ao eixo da peça 26.

[00052] Na peça trabalhada 12 trata-se especialmente de um eixo de manivela. Na face circunferencial da peça trabalhada 38 trata-se especialmente da face de apoio de um apoio com pino do eixo de manivela.

[00053] Durante a usinagem da peça 12, esta gira ao redor do eixo da peça 26. No caso, a face circunferencial da peça 38 se movimenta em sentido circular, correspondendo à distância dos eixos 40 e 26, ao redor do eixo da peça 26. O movimento giratório acima descrito é superposto por meio do acionamento oscilatório 32, por um movimento oscilatório indicado na figura 1 com uma seta dupla 42, a fim de prover, mediante ação abrasiva da ferramenta de acabamento 22, na face circunferencial da peça 38, uma estrutura de esmerilhamento cruzado.

[00054] Tendo em vista que a face circunferencial da peça 38, conforme já acima explanado, se movimenta em sentido circular ao redor do eixo da peça 26, torna-se necessário que também uma ferramenta de acabamento 22 (eventualmente em conjunto com a guia da cinta 23) e, portanto, o dispositivo de compressão 20, possa acompanhar este movimento da face circunferencial da peça 38. Portanto, o dispositivo de apoio 18, para a montagem do dispositivo de compressão 20 no chassi 14, apresenta 2° de liberdade que possibilitam um movimento do dispositivo de compressão 20, dentro de um plano vertical em relação ao eixo da peça 26.

[00055] O dispositivo de apoio 18 abrange um componente giratório 44, que através de um mancal girável 46 está montado em forma girável ao redor de um eixo de giro 48 no componente do chassi 16. O eixo de giro 48 estende-se em paralelo para com o eixo da peça 26.

[00056] O componente de giro 44 serve para o provimento de ao menos uma guia linear 50, por meio da qual um componente de apoio 52 está montado ao longo de um eixo de condução 54 da guia linear 50, deslocável em relação ao componente girável 44.

[00057] O componente de apoio 52 estende-se essencialmente dentro de um plano que se projeta perpendicularmente para com o eixo da peça trabalhada 26. O componente de apoio 52 apresenta uma passagem 56 que é transfixada pelo mancal giratório 46.

[00058] O componente de apoio 52 apresenta uma extremidade do componente de apoio 58, voltado na direção da peça trabalhada 12, destinado para a montagem do dispositivo de compressão 20.

[00059] O dispositivo de compressão 20 abrange ao menos um elemento de compressão 60, preferencialmente dois elementos de compressão 60, conformados, por exemplo, na forma de braços de torqueses 62. Os braços de torqueses 62 são giráveis relativamente a componentes de montagem ao redor de eixos de giro de compressão 64. Os eixos de giro de compressão 64 estendem-se paralelamente para com o eixo de giro 48 do componente giratório 44.

[00060] Na sua extremidade voltada na direção da peça trabalhada 12, os braços de torqueses 62 apresentam um segmento de compressão 66 que são conformados especialmente em forma de concha, de maneira que uma ferramenta de acabamento 22, conformada como cinta de acabamento, pode ser comprimida ao longo de uma circunferência parcial da face circunferencial da peça trabalhada 38, contra esta mesma face.

[00061] Para gerar uma força de compressão, o dispositivo de compressão 20 abrange um acionamento de compressão 68 que sujeita os elementos de compressão 60 com uma força de compressão. O acionamento de compressão 68 está conformado, por exemplo, à semelhança de uma unidade hidráulica 70 que sujeita os elementos de compressão 60 com forças de compressão 72.

[00062] Por exemplo, o acionamento de compressão 68 e os segmentos de compressão 66 estão dispostos em lados dos elementos de compressão 60, reciprocamente afastados em relação aos eixos de giro de compressão 64. Desta maneira, forças de pressão 72, reciprocamente afastadas, podem ser conformadas em forças de compressão 74, voltadas uma em relação à outra.

[00063] O dispositivo 10 abrange um dispositivo de aplicação de força 76 (vide figura 3) que é atuante entre o componente giratório 44 e o componente de apoio 52. O dispositivo de aplicação de forças 76 produz paralelamente para com os eixos de combustão 54 das guias lineares 50, forças de frenagem e de aceleração atuantes sobre o componente de apoio 52.

[00064] O dispositivo de aplicação de forças 76 abrange ao menos uma unidade de cilindro-pistão 78, por exemplo, duas unidades de cilindro-pistão 78, dispostas reciprocamente paralelas. As unidades 78 abrangem um pistão 80 que está unida através de uma haste de pistão 82 de modo inamovível com o componente de apoio 52.

[00065] Os pistões 80 estão montados deslizáveis em cilindros 84, fixamente unidos com a seção giratória 44. Os pistões 80 dividem o cilindro 84 em compartimentos internos, reciprocamente separados, ou seja, um primeiro compartimento interno 86 e um segundo compartimento interno 88.

[00066] Os compartimentos internos 86, 88 são cheios com um gás pressurizado e formam reservatórios de energia 99 que podem ser descarregados em direções contrárias.

[00067] Na figura 3, a peça 12 é mostrada em uma posição original, na qual a face circunferencial da peça 38, referido ao eixo da peça 26, encontra-se em uma "posição de 12 horas". Esta posição de origem da peça 12 será designada em seguida com "0°". Pelo giro da peça 12 ao redor do eixo da peça 26 com o dispositivo de acionamento giratório 24, por exemplo, no sentido dos ponteiros do relógio, a peça 12 será girada a partir da posição mostrada na figura 3, por exemplo, para uma posição girada relativamente à posição original, em 90° (vide figura 4).

[00068] Pela união positiva existente entre os segmentos de compressão 66 e a face circunferencial da peça 38, no decurso do giro da peça 12, o dispositivo de compressão 20 se desloca verticalmente em sentido descendente e ao menos horizontalmente no sentido de afastamento do eixo da peça 26. O movimento horizontal do dispositivo de compressão 20 produz um deslocamento horizontal correspondente do componente de apoio 52, relativamente à seção giratória 44. O movimento vertical do dispositivo de compressão 20 produz um giro do componente de apoio 52 e do componente giratório 44, ao redor do eixo de giro 48.

[00069] Pelo deslocamento horizontal do componente de apoio 52 altera-se a posição do pistão 80, relativamente aos cilindros 84. Especialmente será comprimido o gás existente nos segundos compartimentos 88, de maneira que durante o movimento do componente do apoio 52, a partir da posição de origem (figura 3) para a posição intermediária, apresentada na figura 4, atuam forças de frenagem progressivamente maiores sobre o componente de apoio 52. Estas forças de frenagem serão máximas na posição totalmente comprimida, mostrada na figura 4, dos segundos compartimentos internos 88. Partindo desta posição, um giro adicional da peça 12 ao redor do eixo da peça 26, produz aumentos dos segundos compartimentos internos 88, até que em uma posição intermediária, representada na figura 5 ("180°"), os compartimentos internos 86 e 88 fiquem novamente com a mesma dimensão. Durante a movimentação da posição intermediária "90°" para a posição intermediária "180°", os reservatórios de energia 90°, na forma de segundos compartimentos internos 88, são descarregados, de maneira que a seção de apoio 52 é sujeita com forças de aceleração direcionadas para a peça 12.

[00070] A figura 5 apresenta uma posição intermediária da seção do apoio 52. A figura 4 apresenta uma primeira posição invertida do componente de apoio 52; a figura 6 apresenta na segunda posição invertida do componente de apoio 52.

[00071] Partindo da posição intermediária apresentada na figura 5, o componente de apoio 52, na passagem da ferramenta 12 da posição "180°" para a posição "270°" (vide figura 6). Este movimento do componente de apoio 52 acompanha uma compressão dos primeiros compartimentos internos 86, os quais exercem forças de frenagem progressivamente mais intensas sobre o componente de apoio 52. O carregamento concomitante dos primeiros compartimentos internos 86 será aproveitado para que na passagem da peça da posição "270°" de volta para a posição de origem "0", ou seja, (na transferência da peça 12 da posição girada mostrada na figura 6, apresentada na figura 3) por meio da descarga dos reservatórios de energia 90, exercendo, na forma dos primeiros compartimentos internos 86, forças de aceleração sobre o componente de apoio 52.

[00072] Em uma ampliação do dispositivo 10 está previsto um conjunto 92 para registrar a posição do componente de apoio 52, relativamente a componentes de giro 44 (vide figura 7). O conjunto 92 apresenta um primeiro segmento de retenção 94, unido com o componente giratório 44, destinado a prender um sensor de percurso 95. Além disso, o conjunto apresenta um segundo componente de retenção 96, unido com o componente de apoio 52, destinado a prender um segmento de medição 98. O sensor de percurso 95 serve para registrar o movimento de medição 98 e, portanto, para registrar a posição do componente de apoio 52, relativamente ao componente giratório 44. Este registro de posição é vantajoso para uma ativação mais adiante descrita nos conjuntos de sujeição de força 76.

[00073] Em uma modalidade apresentada na figura 8, também está previsto um dispositivo de aplicação de forças 76, com unidades de cilindros-pistão 78. Nesta modalidade, os reservatórios de energia 90 são conformados como elementos molares 100, mecanicamente atuantes. O modo de funcionamento deste dispositivo de aplicação de força 76, de constituição especialmente simples, de acordo com a figura 8, corresponde ao modo de funcionamento do dispositivo de aplicação de força 76 acima descrito, com referência às figuras de 3 até 6.

[00074] Em uma modalidade apresentada na figura 9, também está previsto um dispositivo de aplicação de força 76 com unidades de cilindro-pistão 78. Os primeiros compartimentos internos 86 e os segundos compartimentos internos 88 das unidades 78 estão unidas através de linha 102 com volumes adicionais 104. Os volumes adicionais 104 servem para receber fluido sujeito por pressão, especialmente gás que atua como um reservatório de energia 90. Pela regulagem da pressão do gás contido no volume adicional 104 e/ou pela regulagem da grandeza dos volumes adicionais com uma determinada quantidade de gás, pode ser regulada uma taxa molar do dispositivo de aplicação de força, sendo que pressões mais intensas produzem uma linha característica molar mais íngreme. O modo de funcionamento básico do dispositivo de aplicação de força 76 de acordo com a figura 9 corresponde ao modo de funcionamento do dispositivo de aplicação de força 76 acima descrito, com relação às figuras de 3 até 6.

[00075] Nas modalidades apresentadas nas figuras 10 e 11, estão também previstas unidades de cilindro - pistão 78, cujos compartimentos internos 86, 88 estão unidos através de linhas 102 com volumes adicionais 104.

[00076] Os compartimentos internos 86, 88, as linhas 102 e os volumes adicionais estão cheios preferencialmente com um líquido. Esta disposição apresenta a vantagem de que o líquido para a transferência de força pode ser usado em uma área fora do componente de apoio 52. Portanto, torna-se possível empregar unidades de cilindro - pistão 78, especialmente compactas.

[00077] Os volumes adicionais 104 são fechados através de um elemento de fecho 106 na forma de uma membrana (figura 10) ou na forma de um pistão 108 (figura 11). Os elementos de fecho 106, 108 são sujeitos com acumuladores de energia 90, na forma de molas 110 (figura 10), de ação pneumática e/ou de molas 100 (figura 11) de ação mecânica.

[00078] Por ocasião de um movimento de um componente de apoio 52 das modalidades de acordo com as figuras 10 e 11, os volumes adicionais 104 são alternadamente cheios mais intensamente, ou seja, os elementos molares 100 são alternadamente comprimidos, de maneira que são alternadamente carregados e descarregados como reservatórios de energia 90. Além disso, o modo de funcionamento do dispositivo de aplicação de força 76 de acordo com as figuras 10 e 11 corresponde ao modo de funcionamento conforme descrito anteriormente com referência as figuras 3 até 6, ou seja, do respectivo dispositivo de aplicação de força 76.

[00079] A figura 12 apresenta um dispositivo de abastecimento 112 para o abastecimento dos compartimentos internos 86, 88 das unidades 108 e de eventuais volumes adicionais 104 existentes com fluido pressurizado. O dispositivo de abastecimento 112 abrange uma fonte de pressão 114 (por exemplo, um abastecimento de ar pressurizado) que através de válvulas proporcionais 116 de válvulas de repercussão 118 se comunicam com os compartimentos internos 86, 88 e os volumes adicionais 104, eventualmente presentes.

[00080] As válvulas proporcionais 116 são acionadas, por exemplo, por meio de eletroímãs. Para aumentar a pressão nos respectivos compartimentos internos 86, 88 será suficiente uma ativação de abertura das válvulas proporcionais 116. Caso nos compartimentos internos 86, 88 a pressão deverá ser diminuída, será ativada uma válvula adicional 120 que exerce uma pressão de comando sobre as válvulas de repercussão 118, de maneira que pode ser reduzida a pressão nos compartimentos internos 86, 88 e eventualmente nos volumes adicionais 104.

[00081] Nas modalidades do dispositivo de abastecimento 112, descritas nas figuras 13 e 14, comunica-se um abastecimento de pressão 114 sobre uma válvula de 4/3-vias 122 com os compartimentos internos diferenciados 86, 88 das unidades 78. Na posição de comutação apresentada na figura 13, o modo de funcionamento do dispositivo de aplicação de força 76 corresponde ao modo de funcionamento do dispositivo de aplicação de força 76, acima descrito com relação às figuras de 3 até 6. Nas duas demais posições de comutação da válvula de 4/3-vias 122, o abastecimento de pressão 114 poderá ser seletivamente posto em conexão fluida atuante ou com os primeiros compartimentos internos 86 das unidades 78 ou com os segundos compartimentos internos 88 das unidades 78, de maneira que as forças de frenagem e/ou de aceleração, que podem ser geradas por meio do dispositivo de aplicação de força 76, podem ser controladamente modificadas.

[00082] Em uma ampliação vantajosa de acordo com a figura 14, está previsto um dispositivo de controle 124 que está acoplado com o conjunto 92 para o registro da posição do componente de montagem 52, relativamente ao componente giratório 44 e na dependência da posição do componente de montagem 52, ativa a válvula de 4/3-vias 122.

[00083] Um comando desta maneira possibilita, por exemplo, gerar percursos de força, apresentados nas figuras 15 até 18. Por exemplo, o abastecimento de pressão 114, por meio de comutação da válvula 122 em uma posição da peça de "90°" será unida com os segundos compartimentos internos 88, e no caso de uma posição da peça de "270°" será unida com os primeiros compartimentos internos 86.

[00084] No emprego de uma simples válvula de comutação para a válvula 122, poderá ser gerado, por exemplo, um percurso de força apresentado na figura 15. Por exemplo, uma ligação do abastecimento de pressão 114 com os segundos compartimentos internos 88, por um período de tempo 126, produz um segmento de percurso de força 128 - portanto, visto ao longo do eixo condutor 54 da guia linear 50 - uma força de aceleração direcionada para a esquerda. De modo correspondente, uma união do abastecimento de pressão 114 com os primeiros compartimentos internos 86 por um período 130, produz um segmento de percurso de força 132, ou seja, visto ao longo do eixo condutor 54 da guia linear 50, produz uma força de aceleração direcionada para o lado direito.

[00085] No uso de uma válvula proporcional para a válvula 122 são também possíveis percursos de força, mostrados nas figuras 16 até 18, com aumento mais íngreme para um máximo de força (figura 16) ou um aumento mais plano para o máximo de força (figura 17). Entende-se que os máximos de força não precisam absolutamente ser exercidos na área das posições das peças "90°" e "270°", ou seja, nas posições invertidas do componente de apoio 52. Também é possível um exercício de forças neste sentido, angularmente defasado, conforme mostrado na figura 18. [00086] O dispositivo de acordo com a invenção viabiliza uma uniformização do momento de acionamento oferecido para o acionamento giratório da peça 12 pelo dispositivo de acionamento giratório 24. Na figura 19 são apresentados os percursos temporais dos momentos de acionamento do dispositivo de acionamento giratório 24. Estes percursos oscilam em forma sinoidal entre valores máximos e mínimos. No caso, uma oscilação sinoidal completa corresponde a um único giro de uma peça 12 ao redor do seu eixo 26. Sem usar um dispositivo de aplicação de forças 76, um percurso de momento de acionamento 134 oscila essencialmente de forma mais forte do que no uso de um dispositivo de aplicação de força 76, por meio do qual é alcançado um percurso de momento de acionamento 136, nitidamente mais uniforme, em caso ideal até mesmo quase constante.

Claims (17)

1. Dispositivo (10) para a usinagem fina de uma face circunferencial de uma peça (38) excentricamente disposta no eixo (26) da peça (12), especialmente um apoio com pino de um eixo de manivela, com um dispositivo de acionamento giratório (24) para o acionamento giratório da peça (12), ao redor do eixo da peça (26), com um dispositivo de compressão (20) para comprimir uma ferramenta de usinagem fina contra a face periférica da peça trabalhada (38), e possuindo um dispositivo de apoio (18) para apoiar o dispositivo de compressão (20) em um chassi (14), caracterizado pelo fato de que está previsto um dispositivo de aplicação de força (76), o qual exerce forças de frenagem e/ou de aceleração sobre um componente de apoio (52) do dispositivo de apoio (18), que se movimenta para trás e para frente entre duas posições reversíveis devido ao giro da peça (12), sendo que o dispositivo de aplicação de força (76) apresenta um reservatório de energia (90) que pode ser carregado no decurso do movimento do componente de apoio (52) a partir de uma primeira posição reversível para uma segunda posição reversível, podendo ser descarregado na direção oposta.

2. Dispositivo (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que em ao menos uma das posições reversíveis do componente de apoio (52), o dispositivo de aplicação de força (76), exerce uma força de aceleração sobre um componente de apoio voltado na direção da outra posição reversível.

3. Dispositivo (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que em ao menos uma das duas posições reversíveis do componente de apoio (52), o dispositivo de aplicação de força (76) exerce uma força de aceleração sobre o componente de apoio (52) que é direcionada para a outra posição reversível.

4. Dispositivo (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de aplicação de força (76) sujeita o componente de apoio (52) com forças de frenagem e/ou de aceleração quando o componente de apoio (52) se encontrar em uma posição intermediária, existente entre as posições reversíveis.

5. Dispositivo (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o reservatório de energia (90) compreende elementos de mola (100,110) de ação mecânica ou pneumática.

6. Dispositivo (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de aplicação de força (76) compreende ao menos uma unidade de cilindro/pistão (78).

7. Dispositivo (10) de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o compartimento interno (86, 88) de um cilindro (84) da unidade de cilindro / pistão (78), está unido de maneira fluidicamente ativa com um volume adicional (104).

8. Dispositivo (10) de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que compreende um dispositivo de abastecimento (112) para a sujeição de pressão do compartimento interno (86, 88) e um cilindro (84) e/ou de um volume adicional (104), unido com o compartimento interno (86, 88), com uma pressão de fluido previamente ajustada, em particular pressão de fluido variável.

9. Dispositivo (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que compreende um dispositivo de controle (124) para controlar a quantidade e/ou a direção e/ou o desenvolvimento em tempo de frenagem e/ou forças de aceleração atuantes sobre o componente de apoio (52).

10. Dispositivo (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que compreende um dispositivo (92) para registrar a posição do componente de apoio (52).

11. Dispositivo (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que um componente de apoio (52) é guiado em uma guia linear (50).

12. Dispositivo (10) de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a guia linear (50) é girável através de um componente giratório (44) em relação ao chassi (14).

13. Dispositivo (10) de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que a guia linear (50) está disposta em um carro que está montado de maneira deslocável no chassi (14) em uma direção transversal, e em particular perpendicular, em relação ao eixo guia (54) da guia linear (50).

14. Dispositivo (10) de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracterizado pelo fato de que é provido um dispositivo de aplicação de força adicional para compensar forças inerciais resultantes de massa que são geradas devido ao movimento do componente de apoio (52) ao redor de um eixo de giro (48) e/ou baseado no movimento do componente de apoio (52) em uma direção transversal ao eixo guia (54) da guia linear (50).

15. Dispositivo (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o componente de apoio (52) é deslocável ao longo de um eixo vertical, em relação à direção da força da gravidade, em que é provido um dispositivo de compensação que gera ao menos proporcionalmente uma força de retenção, agindo verticalmente para cima, cuja força, em quantidade, é igual à força do peso efetivo do dispositivo de compressão (20), do componente de apoio (52) e da ferramenta de usinagem fina e/ou na qual o dispositivo de aplicação de força (76) gera pelo menos proporcionalmente tal força de retenção.

16. Dispositivo (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a ferramenta de usinagem fina é uma ferramenta de acabamento (22) para a usinagem final de acabamento da face circunferencial da peça trabalhada (38).

17. Dispositivo (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que compreende um acionamento oscilante (32) para sujeitar a peça trabalhada (12) como um movimento oscilante paralelo para com o eixo da peça trabalhada (26).

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