BR102013002522A2 - Mandril - Google Patents

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BR102013002522A2
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Johann Taglang
Eugen Hangleiter
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Abstract

MANDRIL. A presente invenção refere-se a um mandril, especialmente um mandril com garras, para fixar de eixos de manivela, com uma ponta de centragem (2) axialmente regulável no corpo do mandril (1) e com mordentes (4) reguláveis em sentido radial para com o eixo longitudinal do mandril (3) Para regulagem axial de ponta e centragem (2) está previsto um motor elétrico (5).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MANDRIL".
A presente invenção refere-se a um mandril especialmente um mandril de garras para fixação de eixos de manivela com uma ponta de centragem axialmente regulável e integrada no corpo do mandril e com morden5 tes reguláveis radialmente para com o eixo longitudinal do mandril
Um mandril desta espécie inicialmente citada já é conhecido do documento DE 9113879 U1. No caso, os mordentes são regulados através de um pistão sujeito por força hidráulica.
Frequentemente, além disso, a regulagem da ponta de centragem é feita com estrutura hidráulica. No caso pode estar prevista uma câmara de pistão para regular a ponta do pistão visando ativar os mordentes a fim de criar uma estrutura de pistão dupla com a economia de espaço.
Na produção de eixo de manivela, as peças brutas do eixo de manivela serão chanfradas em forma plana nas suas faces frontais. Em seguida, em cada face frontal é produzida uma perfuração de centragem que deve possibilitar uma fixação axial exata do eixo de manivela para o seu processamento subsequente em direção radial. Normalmente o eixo de manivela é fixado por meio de duas pontas de centragem, sendo que uma delas esta montada em forma fixa e a outra esta montada axialmente regulável. Com a disposição hidráulica para regulagem da ponta de centragem, podem ser transformadas apenas de forma condicionada as exigências quanto a tecnologias favoráveis ao meio ambiente com reduzido consumo de energia. Baseado na experiência surge à necessidade de procurar novos caminhos para produzir ativação axial.
Constitui, portanto o projeto da seguinte invenção oferecer um mandril e o processo para operar o mandril da espécie inicialmente citada, sendo que os componentes fixadores não requerem componentes hidráulicos.
No mandril de acordo com a invenção, está tarefa será solucio
nada pelo fato de que como atuador, para a regulagem axial do ponto de centragem, está previsto um motor elétrico. Com a presente invenção está vinculada a vantagem de que o motor elétrico regula de forma elétrica a ponta de centragem. Desta maneira, comparado com o processo binário hidráulico, fica viável uma regulagem da ponta de centragem fina, regulável de forma escalonada eficiente em sentido 5 de energia e em sentido axial. Na produção do eixo de manivela será operado correspondentemente o motor elétrico para fazer a centragem da ponta de centragem da face frontal do eixo de manivela, sendo que em seguida serão fixados os mordentes que prendem o eixo de manivela em direção axial.
Mostrou ser especialmente vantajoso que para regulagem axial
esteja previsto um acionamento de fuso. Desta maneira é criada a possibilidade simples de transformar o movimento rotacional do motor elétrico em um movimento translacional para regulagem da ponta de centragem.
É útil que o acionamento de fuso seja conformado entre uma 15 haste que pode ser acionada pelo motor elétrico, e a ponta de centragem. No caso, esta haste pode ser usada para não ter que ligar o motor elétrico diretamente no acionamento de fuso. Desta forma poderá ser vencido um percurso ente o motor elétrico e a ponta de centragem, com o que o motor elétrico pode ser disposto espacialmente isolado dos componentes revolven20 tes do corpo do mandril durante a operação.
Ficou evidenciado ser preferido prever um elo de fuso unido com a ponta de centragem. Este elo de fuso movimenta-se axialmente na rotação do motor elétrico, ou seja, da haste, quando arrasta a ponta de centragem. Caso após o desgaste do acionamento de fuso seja necessária uma renova25 ção dos componentes participantes, este elo de fuso pode ser substituído sem ter que substituir toda a ponta de centragem.
Também é vantajoso quando entre o elo do fuso e a ponta de centragem esteja disposto um elemento elástico. Este elemento elástico é empregado para evitar com que a ponta de centragem, sujeita a força plena do motor elétrico, se choque com a face frontal de uma peça bruta, causando danos nesta unidade.
Ficou comprovado que é especialmente preferível que a haste esteja montada em um mancai de haste conformada no corpo do mandril. Se
o percurso a ser coberto desde a haste ate o motor elétrico for muito grande, então um desequilíbrio pequeno no movimento revolvente do motor elétrico pode ter por conseqüência uma parcela radial grande no movimento revol5 vente na extremidade da haste voltada na direção da ponta de centragem. Para compensar está parcela radial e garantir uma condução radial segura, a haste é montada dentro do mancai para a haste.
Além disso, é vantajoso quando entre o motor elétrico e a haste esteja conformada uma engrenagem, preferencialmente uma engrenagem planetária. Desta maneira poderá ser aplicado um torque mais intenso atuante na haste.
Também é vantajoso quando para ativação dos mordentes estiver prevista uma barra oca rosqueada que pode ser acionada com um motor fixador de ativação elétrica. Desta maneira, a ativação dos mordentes tam15 bém poderá dispensar o emprego de componentes hidráulicos. De modo correspondente, a ponta de centragem, de ativação elétrica, poderá inicialmente fazer a centragem axial de uma peça bruta de eixo de manivela que, em seguida será radialmente segura pelos mordentes.
É especialmente útil quando entre a haste oca rosqueada e o 20 rotor do motor fixador esteja prevista uma engrenagem de cunho deslizante com uma roda oca não revolvente, um gerador de ondas que registra o revolvimento do motor e uma bucha de aço acoplada com a haste oca rosqueada de maneira transmitir o torque. Esta maneira torna-se possível transferir as elevadas rotações do motor para rotações menores da luva 25 rosqueada, com o que os mordentes permitem o seu reajuste de maneira muito fina.
Comprovou ser favorável quando um acionamento rosqueado na haste oca rosqueada e nos meios integrantes do mandril sejam conformados para a regulagem dos mordentes. Desta maneira, os meios dispostos no 30 mandril essencialmente em paralelo para com o eixo longitudinal o corpo do mandril, para efeito dos mordentes, podem ser axialmente regulado, com o que, nos seus lados voltados na direção dos mordentes, podem ser dispôstos cunhas de fixação que pressiona os mordentes em sentido radial para dentro, ou seja, para fora.
Também é vantajoso que a haste transfixe sem contato a haste oca rosqueada. Desta maneira, a ativação do mandril pode ser conformada 5 com bastante economia de espaço.
Uma modalidade especialmente preferida caracteriza-se pelo fato de que entre a ponta de centragem e o motor elétrico está prevista uma haste de fuso axialmente regulável e unida através de um fecho de fricção, de forma separável, com a ponta de centragem. Desta maneira torna-se 10 possível desacoplar a haste de fuso da ponta de centragem, em caso de necessidade. Durante a integração do mandril, o motor elétrico não precisa revolver juntamente com esta unidade, mas mesmo assim a aplicação da ponta de centragem permanece preservada.
No conceito provou ser útil que a ponta de centragem seja for15 mada de varias sessões a partir de um encaixe de haste de fuso, de ao menos um elemento molar e uma componente de ponta. Desta maneira também é assegurado nesta configuração pelo pacote de molas que aponta de centragem não colida com força plena do motor elétrico sob a face frontal de uma peça a ser fixada.
De maneira vantajosa, entra a haste de fuso e o rotor do motor
elétrico está conformado um acionamento de fuso com o que também é aqui criada a possibilidade útil de transformar o movimento de rotação do motor em uma translação da haste de fuso.
É especialmente vantajoso quando estiver prevista uma unidade de comando que regula o motor elétrico. Desta maneira, a ponta de centragem poderá ser girada ao redor do seu eixo pelo motor elétrico com as mesmas rotações do mandril, com o que este não se reajusta da posição centrada na operação do mandril.
No contexto da invenção também é útil oferecer um processo para operar o mandril, com uma ponta de centragem axialmente regulável, integrado com corpo do mandril, com um componente regulador unido separavelmente com a ponta de centragem através de uma mola com um motor elétrico com um aparelho medidor e com meios transformar uma movimentação rotacional em uma translação, sendo que os meios para transformação de um movimento rotacional em uma translação, pela rotação do motor elétrico produzem um deslocamento axial do componente regulador, com o 5 arraste da ponta de centragem, ate que em um movimento relativo do componente regulador, relativamente a ponta de centragem, seja aplicada uma força contra a mola e, com isto o trabalho a ser realizado, será detectado por um valor de medição alterável no aparelho medidor.
Desta maneira, o valor da medição serve para determinar quan10 do a ponta de centragem tiver encontrado a face frontal de uma peça a ser trabalhada a fim de fazer a sua centragem. De preferência, neste caso o aparelho de medição é conformado como um amperímetro e mede um fluxo de corrente. O motor elétrico será operado sempre com as mesmas rotações, sendo que requer quantidade diferenciada de corrente na dependência 15 da resistência atuante no rotor. Esta alteração da corrente necessária esta correlacionada com a força a ser aplicada contra a mola. Quanto maior for a intensidade da corrente, tanto mais intenso esta encostada a ponta de centragem na peça trabalhada.
Em seguida, a invenção será explicitada com base nos exemplos de execução mostrados nos desenhos. As figuras mostram:
Figura 1 - corte longitudinal por uma primeira modalidade do mandril de acordo com a invenção,
Figura 2 - corte longitudinal por um mandril conhecido do estado da técnica, com componente hidráulico e Figura 3 - o corte longitudinal por outra modalidade de acordo
como a invenção.
A figura 2 apresenta um mandril conhecido do estado da técnica, na versão como mandril de garras para fixação de eixos de manivela, sendo que aqui a regulagem da ponta de centragem 2 e dos mordentes 4 é feita 30 com componentes hidráulicos 25. A ponta de centragem 2 que aqui se desloca no corpo do mandril 1, apresenta um pistão 27 que se desloca em forma de colar dentro de uma câmara de pistão 26. Esta câmara de pistão 26 encontra-se atrás de um pistão fixados 28, com o qual, por sua vez, se desloca dentro de uma câmara de pistão fixador 29. Serve para regulagem em sentido radial para com o eixo longitudinal do mandril 3 dos mordentes 4, podendo ser sujeito em forma hidráulica.
5 No processo fixador, inicialmente será axialmente deslocado a
ponta de centragem 2 até que encosta na face frontal de uma peça trabalhada. Em seguida, o pistão fixador 28 para regulagem dos mordentes 4, será sujeito com meio hidráulico para aplicar os mordentes 4 na peça trabalhada e para prende-la em sentido radial. Para separar a peça trabalhada poderá 10 ser ativado ou o pistão fixador 28 juntamente com o pistão 27 ou inicialmente a ponta de centragem 2 será axialmente regulada e em seguida serão separados os mordentes 4 .
A figura 1 apresenta uma modalidade do mandril de acordo com a invenção, também na versão como mandril com garras que se adapta especialmente para fixação de eixo de manivela, com uma ponta de centragem
2 axialmente regulável e integrada no corpo do mandril 1, e com mordentes
4 radialmente reguláveis em sentido ao eixo longitudinal do mandril 3. Para a regulagem axial da ponta de centragem 2 esta previsto um motor elétrico 5. para a ponta de centragem 2 esta alocado um componente ou um elo de 20 fuso 8, o qual, com uma haste 7, forma um acionamento de fuso (6) para regulagem axial da ponta de centragem 2. Entre o componente de fuso 8 e a ponta de centragem 2 esta previsto um elemento elástico 9 na forma de uma mola helicoidal. No caso não precisa tratar-se forçosamente de uma mola helicoidal. Podem ser empregados da mesma forma outros tipos de mola, 25 como por exemplo, molas de disco, molas tipo voluta molas anelares ou outros tipos de mola.
Além disso, no corpo do mandril 1 está conformado um mancai de haste 10, no qual se desloca a haste 7. No presente exemplo de execução, entre o motor elétrico (5) e a haste 7 esta integrado uma engrenagem 11.
Para ativação dos mordentes 4 está prevista uma haste oca rosqueada 13 que pode ser acionada com o motor fixador 12 de ativação elétrica. A haste 7 transfixa a haste oca rosqueada 13 sem contato.
Entre a haste oca rosqueada 13 e o rotor do motor fixador 12 estão prevista uma engrenagem de cunho deslizante 14 com uma roda oca 15 não revolvente, com um gerador de ondas 16, que registra o revolvimento do
motor, e uma bucha de aço 17 acoplada com a haste oca rosqueada 13 de uma forma a transferir o toque. No exemplo de execução apresentado, o rotor esta unido sobre um acionamento de correia 30 com uma roda de acionamento 31, a qual acionado o gerador de ondas 16. A bucha de aço 17 aciona a haste oca rosqueada 13 através de uma engrenagem de rolos plane
tários 32. No exemplo de execução essa engrenagem de rolos planetários 38 é protegida por varias molas 33, dispostas coaxialmente para com o eixo longitudinal do mandril 3, o que garante um acionamento seguro da haste oca rosqueada 13.
Como pode ser reconhecido no exemplo de execução mostrado, o motor elétrico 5 e o motor fixador 12 são conformados como componentes que não revolvem juntamente com o corpo do mandril 1.
Para o reajuste dos mordentes 4 é conformado uma placa fixadora 18 entre a haste oca rosqueada 13 e os meios 19, conduzidos no mandril 1, para a regulagem dos mordentes 4. No lado afastado em relação à
placa fixadora 18 os meio 19 para a regulagem dos mordentes 3 apresentam um cunho fixador 34.
Para o motor elétrico estar alocado uma unidade de comando regulável. De preferência, na usinagem, as rotações da haste 7 e da haste oca rosqueada 13 serão reciprocamente sincronizadas, o que corresponde 25 precisamente as rotações do mandril. É assegurado, no caso, que durante a operação do mandril, os mordentes 4 e a ponta de centragem 2 preserve sua posição fixadora, ou seja, de centragem.
A figura 3 mostra outra forma de realização do mandril de acordo com a invenção, sendo que entre a ponta de centragem 2 e o motor elétrico 5 esta prevista uma haste de fuso 20 axialmente regulável e unida através de um eixo de fricção de forma separável, com a ponta de centragem 2. A ponta de centragem 2 aqui apresentada é conformada em varias sessões de um encaixe de fuso 21, ao menos uma mola 22 e um componente de ponta 23. No presente exemplo de execução, estão previstas molas de disco como elementos molares 22.
Para a regulagem axial da haste de fuso 20, entre o motor elétrico 5 e a haste de fuso 20 está conformado um acionamento de fuso 6. Na modalidade apresentada, a haste de fuso 20 é conduzida axialmente dentro de um alojamento 35.
Listagem de numerais de referência
I - corpo do mandril
2 - ponta de centragem
3 - eixo longitudinal do mandril
4 - mordentes
5 - motor elétrico
6 - acionamento de fuso 7 - haste
8 - elo ou componente de fuso
9 - elemento elástico
10 - mancai e haste
II - engrenagem 12 - motor fixador
13 - barra oca rosqueada
14 - engrenagem de cunho deslizante
15 - roda oca
16-gerador de onde
17 - bucha de aço
18 placa fixadora
19 - meios para regulagem dos mordentes
20 - haste de fuso
21 - encaixe da haste de fuso
22 - mola
23 -componente de ponta
24 - unidade de comando 25 - componentes hidráulicos
26 - câmara de pistão
27 - pistão
28 - pistão fixador
29 - câmara de pistão fixador
30 - acionamento de correia
31 - roda de acionamento
32 - engrenagem de rolos planetários
33 - molas
34 - cunha fixadora - alojamento

Claims (17)

1. Mandril, especialmente mandril com garras para fixação de eixo de manivela com uma ponta de centragem (2) axialmente regulável no corpo do mandril (1), e mordentes (4) reguláveis radialmente para com o eixo longitudinal do mandril (3), caracterizado pelo fato de que está previsto um motor elétrico (5) para a regulagem axial da ponta de centragem (2).
2. Mandril, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que para a regulagem axial da ponta de centragem (2) está previsto um acionamento de fuso (6)
3. Mandril, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o acionamento de fuso (6) está conformado entre uma haste (7) que pode ser acionada pelo motor elétrico (5), e a ponta de centragem (2).
4. Mandril, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que está previsto um componente de fuso (8), separavelmente unido com a ponta de centragem (2).
5. Mandril, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que entre o componente de fuso (8) e a ponta de centragem (2) está previsto um elemento elástico (9).
6. Mandril, de acordo com uma das reivindicações 3 a 5, caracterizado pelo fato de que a haste (7) está montada em um mancai de haste (10) conformado no corpo do mandril (1).
7. Mandril, de acordo com uma das reivindicações 3 a 6, caracterizado pelo fato de que entre o motor elétrico (5) e a haste (7) está conformada uma engrenagem (11), de preferência uma engrenagem planetária.
8. Mandril, de acordo com uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que para ativação dos mordentes (4) está prevista uma haste oca rosqueada (13) que pode ser acionada com um motor fixador (12) de ativação elétrica
9. Mandril, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que entre a haste oca rosqueada (13) e o rotor do motor fixador (12) está prevista uma engrenagem de cunho deslizante (14) com uma roda oca (15) não revolvente, um gerador de onda (16) que registra as rotações do motor e uma bucha de aço (17) acoplada com a haste oca rosqueada (13) de uma maneira a transferir torque.
10. Mandril, de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que uma placa fixadora (18) está conformada entre a haste oca rosqueada (13) a meios (19), previstos no corpo do mandril (1) destinados a regulagem dos mordentes (4).
11. Mandril, de acordo com uma das reivindicações 8 a 10, caracterizado pelo fato de que a haste (7) transfixa haste fixa rosqueada (13) sem contato.
12. Mandril, de acordo com a reivindicação, 1 caracterizado pelo fato de que entre a ponta de centragem (2) e o motor elétrico (5) está prevista uma haste de fuso (20) axialmente regulável e unida, separavelmente, com a ponta de centragem (2) através de um eixo de fricção
13. Mandril, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a ponta de centragem (2) é conformada em varias sessões de um encaixe de haste de fuso (21), ao menos uma mola (22) e um componente de ponta (23).
14. Mandril, de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que entre a haste de fuso (20) e o rotor do motor elétrico (5) está conformado um acionamento de fuso (6).
15. Mandril, de acordo com uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que está prevista uma unidade de comando (24) que regula o motor elétrico (5).
16. Processo para operar o mandril, especialmente um mandril como definido em qualquer uma das reivindicações 5 a 11, com uma ponta de centragem (2), conduzida axialmente deslocável no corpo do mandril (1), com o componente regulador unido separavelmente com a ponta de centragem (2) através de uma mola (22) com o motor elétrico (5) com um aparelho medidor e com meios para transformar o movimento rotacional e um movimento translacional, caracterizado pelo fato de que os meios para transformar o movimento rotacional em uma translação pela rotação do motor elétrico (5) produzem uma regulagem axial do componente regulador com a haste da ponta de centragem (2) ate que por ocasião de o movimento relativo do componente regulador relativamente a ponta de centragem (2) seja aplicada uma força contra a mola (22) e o trabalho assim realizado é detectado por um valor de medição alterado no aparelho medidor.
17. Processo, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o aparelho medidor está conformado como amperímetro e mede o fluxo de corrente.
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