BR102014012343A2

BR102014012343A2 - Máquina para usinagem de virabrequins; e método para fazer furos de alívio de peso em um virabrequim

Info

Publication number: BR102014012343A2
Application number: BRBR102014012343-1A
Authority: BR
Inventors: Gabriel Moya; Ernesto Cano
Original assignee: Etxetar Sa
Priority date: 2013-05-24
Filing date: 2014-05-22
Publication date: 2015-05-12
Also published as: CA2852206C; US20140345429A1; CN104174891B; MX349078B; KR102240343B1; BR102014012343A8; EP2805794A1; EP2805794B1; BR102014012343B1; ES2574486T3; IN2014DE01354A; RU2014119998A; CN104174891A; SI2805794T1; MX2014006112A; CA2852206A1; KR20140138091A; US9333560B2; RU2672129C2

Abstract

Máquina para usinagem de virabrequins. A máquina para a usinagem de virabrequins compreende um suporte (2) para suportar pelo menos um virabrequim (100) e pelo menos um atuador (1) para acionar uma ferramenta de usinagem para usinar o virabrequi. O suporte(2) está configurado para prender o virabrequim com pelo menos dois dispositivos de fixação (21) configurados para fixar o virabrequim em correspondência com pelo menos dois munhões (103) principais do virabrequim. O suporte (2) gira em relação a um eixo vertical (a) para modificar o ângulo de ataque entre um eixo longitudinal (b) do virabrequim (100) e o atuador. O suporte é equipado com um mecanismo de rotação (22) que se desloca entre uma posição recolhida, na qual ele não interage com o virabrequim (100) e uma posição de acionamento, na qual o mecanismo de rotação (22) interage com o virabrequim (100) a fim de girar o virabrequim (100) em relação ao seu eixo longitudinal (b). A máquina é apropriada para fazer furos de alívio de peso em virabrequins

Description

MÁQUINA PARA USINAGEM DE VIRABREQUINS, E, MÉTODO PARA FAZER FUROS DE ALÍVIO DE PESO EM UM VIRABREQUIM CAMPO TÉCNICO [001] A invenção se refere ao campo de fabricação de virabrequins.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO [002] No campo dos componentes dos veículos frequentemente se procura reduzir o peso dos componentes, por exemplo, para reduzir o consumo de combustível. Por exemplo, algumas vezes são feitos furos de alívio de peso em virabrequins. Estes furos podem ser feitos através da perfuração de diferentes áreas do virabrequim. [003] A Figura 1 mostra um exemplo de um virabrequim 100, com um lado do flange 101 e um lado da polia 102, com os munhões principais 103, moentes 104 e contrapesos 105. Os moentes podem ser distribuídos de diferentes formas, dependendo do tipo de motor. Por exemplo, a figura 2A mostra um layout a 180°, a figura 2B um layout a 120°, e a Figura 2C um layout a 90°. [004] A Figura 3 ilustra esquematicamente uma vista de perto de um dos furos de alívio de peso 107 do virabrequim, que foi perfurado para remover material interno do moente 104 e, consequentemente, reduzir o peso do virabrequim. No entanto, a localização e direção dos furos de alívio de peso 107 são importantes dado que, por exemplo, eles podem dar origem a um maior risco de fraturas, especialmente em pontos críticos tal como nas zonas próximas dos orifícios de lubrificação 106. Como resultado, a localização e a orientação dos furos de alívio de peso 107 precisam ser cuidadosamente calculadas. Consequentemente, como mostrado esquematicamente na figura 4, um virabrequim pode ter múltiplos furos de alivio de peso 107, em diferentes direções. A usinagem deste tipo de furos múltiplos requer máquinas que permitam que os elementos a serem usinados possam ser posicionados adequadamente em relação às ferramentas de usinagem e para permitir que as ferramentas de usinagem acessem as zonas a serem usinadas sem encontrar quaisquer obstáculos. Por exemplo, pode ser necessário posicionar o virabrequim de tal modo que a direção do furo a ser perfurado coincida com a direção do fuso de usinagem correspondente. [005] Muitos tipos de máquinas para a usinagem de virabrequins são conhecidos no estado da técnica. Nestas máquinas, o virabrequim frequentemente é preso pelas suas extremidades por meio de dispositivos que são dispostos para rotação do virabrequim, por exemplo, consultar os documentos US-6203478-B1, EP-0397049-A2 e DE-19749939-A1. Embora estes dispositivos, ou peças destes, sejam algumas vezes dispostos de modo a permitir um certo deslocamento axial, basicamente em paralelo com o eixo longitudinal do virabrequim, como no caso do documento DE-19749939-A2, o virabrequim permanece preso pelas suas extremidades e os elementos que interagem com as extremidades do virabrequim podem, assim, tornar o acesso a certas partes do virabrequim difícil, especialmente em certos ângulos.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO [006] Um primeiro aspecto da invenção se refere a uma máquina para a usinagem de virabrequins, por exemplo, para fazer furos de alivio de peso em virabrequins e/ou para outros estágios de usinagem do virabrequim, tal como a usinagem do flange e do eixo. A máquina compreende: [002] um suporte para suportar pelo menos um virabrequim (por exemplo, um suporte no feitio de torre ou similar); [003] pelo menos um atuador, por exemplo, um fuso, para acionar uma ferramenta de usinagem para usinar o virabrequim (por exemplo, para fazer furos de alivio de peso no virabrequim; em algumas configurações da invenção, o atuador ou atuadores podem ser dispostos em um tipo de carro deslocável ao longo de vários eixos, como é convencional; em algumas configurações da invenção, o atuador pode ser equipado com uma ferramenta para fazer furos de alivio de peso com diâmetros de mais de 10, 15, 20 ou 25 mm); [004] o suporte sendo configurado para manter o referido, pelo menos um, virabrequim usando pelo menos dois dispositivos de fixação configurados para fixar o virabrequim em correspondência com pelo menos dois dos principais munhões do respectivo virabrequim. A fixação do virabrequim por dois ou mais dos seus munhões principais proporciona uma fixação firme, o que é vantajoso uma vez que permite que grandes esforços sejam suportados. Os furos de alivio de peso podem ter dimensões consideráveis, por exemplo, diâmetros de mais de 10, 15, 20 ou 25 mm, o que significa que a sua perfuração podería acarretar elevados níveis de tensão. Uma fixação firme e robusta pode ser essencial. O número de dispositivos de fixação por virabrequim pode depender das dimensões do virabrequim. [005] 0 suporte é rotativo em relação a um eixo vertical de tal modo que um ângulo de ataque pode ser modificado entre o eixo longitudinal do virabrequim (passando através dos seus munhoes principais) e o atuador e/ou a ferramenta correspondente para fazer os furos de alivio de peso . [001] 0 suporte é equipado com um mecanismo de rotação que pode ser deslocado entre uma posição recolhida, na qual este não interage com o virabrequim, e uma posição de acionamento na qual o mecanismo de rotação interage com o virabrequim, por exemplo, com uma extremidade do virabrequim, a fim de girar o virabrequim em relação ao referido eixo longitudinal. Desta forma, o suporte pode ser girado para modificar o ângulo de ataque entre a ferramenta e o eixo longitudinal do virabrequim, e para girar o virabrequim sobre seu eixo longitudinal, de modo a posicionar o furo na posição apropriada, sem a necessidade de girar o atuador, que pode ser deslocável em três direções ortogonais seguindo os eixos X, Y e Z, como é habitual em muitas máquinas operatrizes. Além disso, devido ao mecanismo de rotação ser deslocável entre a sua posição recolhida e a sua posição de acionamento, o mecanismo de rotação pode ser recolhido de modo a não se tornar um obstáculo para o acesso da ferramenta ao virabrequim. Além disso, visto que ambas as extremidades do virabrequim podem permanecer livremente acessíveis, também é possível usinar o flange e o eixo do virabrequim, sem que o mecanismo de rotação seja um impedimento para esta função. [002] Às vezes, os furos de alívio de peso são feitos em uma superfície irregular e inclinada, o que pode exigir uma operação prévia de preparação da superfície. A máquina pode ser equipada com um suprimento de ferramentas e um sistema automático para mudar as ferramentas no atuador de ferramentas, por exemplo, nos fusos, a fim de realizar as referidas operações de preparação prévias e/ou para a perfuração de furos de diferentes dimensões. [003] Em algumas configurações da invenção, o mecanismo de rotação é montado no suporte de tal forma que ele pode ser deslocado linearmente entre a referida posição recolhida e a referida posição de acionamento. Isto permite uma configuração muito simples, na qual o mecanismo de rotação pode ser deslocado linearmente, entre a posição recolhida na qual a extremidade do virabrequim é deixada livre e não representa um obstáculo para o acesso da ferramenta ao virabrequim, e a posição de acionamento na qual ela age sobre o virabrequim, por exemplo, na extremidade do virabrequim, para girá-lo sobre seu eixo longitudinal. Por exemplo, o mecanismo de rotação pode ser montado sobre o suporte de tal forma que possa ser deslocado horizontalmente entre a referida posição recolhida e a referida posição de acionamento, o que permitiría um projeto especialmente simples e prático da máquina. Por exemplo, o mecanismo de rotação pode compreender um carro que se move entre essas posições, orientado no suporte e acionado por, por exemplo, a rotação de um fuso ou similar. [004] Em algumas configurações da invenção, o mecanismo de rotação é montado sobre o suporte de tal modo que pode ser deslocado entre a referida posição recolhida e a referida posição de acionamento em uma direção perpendicular ao eixo longitudinal do virabrequim. Assim, o mecanismo de rotação pode ser facilmente e rapidamente recolhido da área voltada para a extremidade do virabrequim, facilitando assim a acessibilidade ao virabrequim, incluindo às suas extremidades, por diferentes ângulos. [005] Em algumas configurações da invenção, o mecanismo de rotação é montado sobre o suporte de tal modo que pode ser deslocado seguindo uma trajetória curva entre a referida posição recolhida e a referida posição de acionamento. Isso também pode permitir uma configuração simples, em que o mecanismo de rotação pode se deslocar angularmente, girando em torno de um eixo, por exemplo, em torno de um eixo horizontal ou vertical, entre a posição recolhida na qual a extremidade do virabrequim é deixada livre e não representa um obstáculo para o acesso da ferramenta ao virabrequim, e a posição de acionamento na qual ele age sobre o virabrequim, por exemplo, na extremidade do virabrequim, a fim de girá-lo. [006] Em algumas configurações da invenção, cada dispositivo de fixação compreende um torno de autocentralização com duas mandibulas configuradas para serem deslocadas simultaneamente entre uma posição aberta para a carga e/ou descarga do virabrequim, e uma posição fechada de fixação do virabrequim. A utilização deste tipo de torno de autocentralização permite um posicionamento fácil e correto do virabrequim na máquina, de tal forma que a posição do virabrequim é claramente definida pelos dispositivos de fixação. [007] Em algumas configurações da invenção, a máquina compreende pelo menos um dispositivo de posicionamento angular, de modo a garantir que o virabrequim seja colocado corretamente no que diz respeito à posição das suas peças excêntricas em relação ao eixo longitudinal, em outras palavras, a fim de garantir, por exemplo, que os moentes estejam posicionados corretamente. Em algumas configurações da invenção, cada dispositivo de posicionamento compreende dois elementos de posicionamento, por exemplo, duas mandibulas ou garras, dispostas para girarem entre uma primeira posição fechada, na qual os referidos elementos de posicionamento prendem entre eles um moente do virabrequim, e uma posição aberta na qual os referidos elementos de posicionamento permitem que o virabrequim gire em torno do seu eixo longitudinal, sem evitar tal rotação através do contato com os moentes. Em outras palavras, é um dispositivo de posicionamento com uma abertura ampla, onde os elementos de posicionamento podem ser separados ou abertos tanto que eles não evitam a rotação do virabrequim em torno do seu eixo longitudinal. Tendo em conta que isto é possivel devido ao giro dos elementos de posicionamento, que podem ser duas mandibulas ou garras, a necessidade de equipar o dispositivo de posicionamento angular com um movimento de retração é evitada; ele pode simplesmente ser aberto e fechado, algo que dá origem a uma estrutura mais simples, mais econômica e com menor risco de avarias. [008] Em algumas configurações da invenção, pelo menos um dos referidos dispositivos de fixação pode ser deslocado em uma direção paralela ao eixo longitudinal do virabrequim, de tal modo que é possivel ajustar a distância entre os referidos dispositivos de fixação e/ou a posição dos referidos dispositivos de fixação em relação ao mecanismo de rotação e/ou em relação a um ponto de referência no suporte, a fim de adaptar a máquina aos diferentes tipos de virabrequins. Isso torna possivel aumentar a flexibilidade da máquina. [009] Em algumas configurações da invenção, o suporte está configurado para prender pelo menos dois virabrequins, um em cima do outro. Desta forma, com dois atuadores de ferramentas ou fusos dispostos um em cima do outro, é possível atuar simultaneamente em dois virabrequins. Graças à disposição vertical dos virabrequins, em outras palavras, um em cima do outro (ao invés de um ao lado do outro no mesmo plano horizontal), um virabrequim não impede o acesso de uma das ferramentas ao outro virabrequim, por exemplo, de acordo com o ângulo de rotação do suporte em relação ao eixo vertical. Em outras palavras, as ferramentas têm a mesma facilidade de acesso para ambos os virabrequins e nunca o acesso a um dos virabrequins é mais fácil do que o acesso ao outro. Esta é uma vantagem com relação à disposição utilizada frequentemente dos virabrequins um ao lado do outro, no mesmo plano horizontal, na qual um dos virabrequins pode bloquear o acesso ao outro. Além disso, se os virabrequins estão dispostos no mesmo plano horizontal um ao lado do outro, quando se gira o suporte dos virabrequins em relação ao seu eixo vertical, a distância varia entre os furos de alívio de peso para usinagem, o que implicaria que os furos de alívio de peso de pelo menos dois dos virabrequins não poderíam ser usinados simultaneamente. [010] Em algumas configurações da invenção, o suporte é configurado para prender pelo menos dois dos referidos virabrequins, um em cima do outro e orientados horizontalmente acima de um espaço para recebimento das aparas. Em outras palavras, em vez de ter os virabrequins apoiados sobre uma mesa, em paralelo e no mesmo plano horizontal, eles podem ser dispostos um em cima do outro e acima de um espaço, tal como um poço, para receber as aparas.

Este espaço pode ser associado a algum tipo de sistema de remoção das aparas, por exemplo, uma correia transportadora ou semelhante, a fim de evitar o acúmulo de aparas em um único lugar. As peças que podem entrar em contato com as aparas podem ser, por exemplo, feitas de aço inoxidável, para reduzir o risco de as aparas aderirem ao maquinário. [011] Em algumas configurações da invenção, o atuador é disposto de modo a acionar uma ferramenta de usinagem para usinar um dos referidos virabrequins, e a máquina compreende adicionalmente pelo menos um outro atuador disposto para acionar uma ferramenta de usinagem para usinar outro dos referidos virabrequins. Ambos os atuadores podem ser deslocados axialmente independentemente um do outro. Em outras palavras, cada atuador ou fuso pode se deslocar axialmente independentemente do outro, o que aumenta a flexibilidade e permite a compensação de erros no posicionamento dos elementos, ou os erros e tolerâncias nas dimensões da ferramenta, etc. Além disso, significa que um dos virabrequins pode ser usinado de forma diferente do outro, algo que pode ser interessante, por exemplo, a fim de prover os dois virabrequins com marcas para rastreamento diferentes. [012] Em algumas configurações da invenção, a máquina compreende pelo menos um elemento adicional que é deslocável entre uma posição de acionamento na qual o elemento adicional interage com o virabrequim, e uma posição recolhida na qual este não interage com o virabrequim, sendo o elemento adicional, de preferência, montado sobre o suporte de tal forma que ele pode ser deslocado entre a referida posição recolhida e a referida posição de acionamento, de preferência de forma linear. Este elemento adicional pode ser qualquer ferramenta ou outro dispositivo projetado para interagir com o virabrequim em algum momento do processo (por exemplo, ele pode ser um dispositivo para o posicionamento e/ou fixação do virabrequim), e o fato de que ele pode ser recolhido serve para facilitar o acesso das outras ferramentas ao virabrequim, da mesma forma como o recolhimento do mecanismo de rotação serve para este mesmo propósito. [013] Em algumas configurações da invenção, a máquina compreende um sistema de posicionamento axial do virabrequim, que pode compreender um ou mais propulsores e/ou um ou mais batentes ou contrapontos, a fim de garantir a posição axial do virabrequim em relação a um ponto de referência, por exemplo, um batente. Nestas configurações da invenção, o elemento adicional pode ser um elemento de posicionamento axial que faz parte de um mecanismo de posicionamento axial. Por exemplo, o elemento adicional pode ser um batente contra o qual o virabrequim pode parar quando ele está em uma posição de referência apropriada para a usinagem, ou um propulsor ou outro elemento pode deslocar o virabrequim no sentido axial, até uma posição de referência. Este elemento de posicionamento axial (ou outro tipo de elemento adicional) pode, portanto, ser deslocável entre uma posição de acionamento na qual o elemento de posicionamento axial interage com o virabrequim (por exemplo, voltado para uma extremidade do virabrequim, por exemplo, a extremidade oposta à extremidade com a qual o mecanismo de rotação interage), e uma posição recolhida na qual ele não interage com o virabrequim. [014] Em algumas configurações da invenção, o elemento adicional (por exemplo, um elemento de posicionamento axial) é montado no suporte de tal forma que ele é deslocável, por exemplo, linearmente ou seguindo uma trajetória curva, entre a referida posição recolhida e a referida posição de acionamento. [015] Em algumas configurações da invenção, o elemento adicional é montado sobre um lado do suporte oposto ao lado do suporte em que o mecanismo de rotação é montado. 0 mecanismo de rotação pode compreender um carro e o elemento adicional pode ser montado em outro carro e tais carros podem ser deslocáveis entre as respectivas posições recolhida e de acionamento, por exemplo, seguindo trajetórias paralelas. Desta forma se consegue um projeto compacto no qual o mecanismo de rotação e o elemento adicional (por exemplo, um elemento de posicionamento axial) podem ser recolhidos, independentemente ou de forma coordenada, das suas respectivas posições de acionamento quando for necessário para permitir que as ferramentas de usinagem acessem os virabrequins de diferentes direções e ângulos. Logicamente, no caso do mecanismo de posicionamento axial, esse mecanismo pode incluir outros elementos, por exemplo, outros elementos propulsores e/ou de paragem, os quais podem ser montados no próprio suporte e/ou no dispositivo de rotação, por exemplo, de uma forma que é integrado com o atuador que é usado para girar o virabrequim, ou separadamente do referido atuador. [016] Em algumas configurações da invenção, a máquina compreende adicionalmente um sistema para carga e descarga dos virabrequins que inclui um manipulador que é equipado com, para cada virabrequim que o suporte está configurado para suportar em simultâneo, um primeiro conjunto de fixação para carregar um virabrequim até o suporte, e um segundo conjunto de fixação para remover um virabrequim do suporte. Desta forma, o manipulador que, por exemplo, pode ser um manipulador do tipo robô ou um manipulador do tipo pórtico, pode se aproximar do suporte com um, dois ou mais virabrequins a serem usinados, recolher os virabrequins já usinados do suporte, colocar os novos virabrequins a serem usinados no suporte, e se recolher com os virabrequins já usinados. Isto permite uma redução nos tempos de ciclo. 0 manipulador entrega os virabrequins já usinados e recebe novos virabrequins a serem usinados durante o tempo em que os virabrequins presos no suporte estão sendo usinados e, a cada vez que ele se aproxima do suporte, ele pode recolher todos os virabrequins usinados e carregar os novos virabrequins para usinagem. [017] Em algumas configurações da invenção, cada atuador ou fuso de uma ferramenta está configurado para se deslocar em três direções ortogonais, em outras palavras, ao longo dos eixos X, Y e Z, como é convencional. [018] Em algumas configurações da invenção, os virabrequins são fixados no suporte com seu eixo longitudinal disposto horizontalmente. [019] Em algumas configurações da invenção, o mecanismo de rotação é montado em um lado do suporte, de tal modo que ele pode ser deslocado a fim de interagir com uma extremidade do virabrequim na referida posição de acionamento, para girar o virabrequim sobre seu eixo longitudinal. Esta configuração é muito simples e prática. [020] Outro aspecto da invenção se refere a um método para usinagem de um virabrequim, que compreende a etapa de disposição do virabrequim no suporte de uma máquina de acordo com as configurações acima, e orientação do virabrequim em relação a um fuso de usinagem girando o suporte seguindo um eixo vertical e girando o virabrequim em torno do seu eixo longitudinal. 0 método pode incluir adicionalmente a etapa de fazer, pelo menos, um furo de alivio de peso no virabrequim.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [021] Para complementar a descrição e com vista a contribuir para uma melhor compreensão das características da invenção, de acordo com um exemplo de uma configuração prática desta, é anexado um conjunto de desenhos como parte integrante da descrição que, a titulo de ilustração e não de limitação, representa o seguinte: [022] A Figura 1 é uma vista esquemática de um virabrequim típico, de acordo com o estado da técnica. [023] As Figuras 2A- 2C ilustram, esquematicamente, layouts típicos diferentes de um moente de virabrequim. [024] A Figura 3 ilustra, esquematicamente, a disposição de um furo de alívio de peso em um virabrequim. [025] A Figura 4 ilustra, esquematicamente, a disposição de vários furos de alívio de peso em um virabrequim. [026] A Figura 5 é uma planta esquemática de uma máquina de acordo com uma configuração possível da invenção. [027] A Figura 6 é uma vista lateral da referida máquina. [028] A Figura 7 é uma vista de frente do suporte da referida máquina. [029] A Figura 8 ilustra, esquematicamente, um exemplo de configuração de um dispositivo de fixação da referida máquina. [030] A Figura 9 ilustra, esquematicamente, uma peça de um dispositivo de posicionamento da referida máquina. [031] A Figura 10 ilustra, esquematicamente, como a distância entre os dispositivos de fixação pode ser alterada. [032] A Figura 11 ilustra, esquematicamente, como as aparas são coletadas, em uma configuração possível da invenção. [033] As Figuras 12 e 13 ilustram, esquematicamente, duas configurações possíveis de um manipulador para carregar e descarregar os virabrequins no suporte. [034] As Figuras 14A-14C refletem, esquematicamente, como um virabrequim pode ser orientado em relação ao fuso de usinagem. [035] As Figuras 15 e 16 são vistas esquemáticas do suporte de acordo com uma configuração alternativa da invenção.

DESCRIÇÃO DOS MODOS DE CONFIGURAÇÃO DA INVENÇÃO [036] As figuras 5 a 7 refletem esquematicamente como uma máquina de acordo com uma configuração possivel da invenção compreende um suporte 2 no formato de uma torre que pode rodar ou girar em relação a um eixo vertical A. Como pode ser visto na figura 7, o suporte compreende dois pares de dispositivos de fixação 21 para prender os respectivos virabrequins 100, segurando-os por dois dos seus principais munhões (dependendo do tipo de virabrequim, os virabrequins podem ser presos por mais munhões principais, por exemplo, por três ou mais munhões). Em outras palavras, os dispositivos de fixação são dispostos em duas fileiras, uma em cima da outra, para prender os respectivos virabrequins 100, um em cima do outro, com o eixo longitudinal B de cada virabrequim disposto horizontalmente. Cada dispositivo de fixação 21 pode ter duas mandibulas 21A e 21B que podem se deslocar simultaneamente entre uma posição aberta para o carregamento e/ou descarregamento do virabrequim, e uma posição fechada prendendo o virabrequim, conforme ilustrado esquematicamente na figura 8. As mandibulas podem ter uma configuração de autocentraiização com superfícies inclinadas ou curvas, de modo que quando as mandibulas se fecham, o virabrequim é disposto com o seu eixo longitudinal B em uma posição bem definida. [037] Ao mesmo tempo, como pode ser observado nas figuras 5 e 6, a máquina compreende uma estrutura 11 na qual dois fusos 1 estão dispostos para acionar as respectivas ferramentas, por exemplo, ferramentas para perfuração de furos de alivio de peso. Estes fusos são deslocáveis seguindo dois eixos perpendiculares horizontais e seguindo um eixo vertical, em outras palavras, seguindo os quatro eixos, X, Y e Z1 e Z2, em outras palavras, cada fuso 1 pode se deslocar axialmente independentemente do outro, o que aumenta a flexibilidade e permite a compensação de erros no posicionamento dos elementos, devido aos erros e tolerâncias nas dimensões da ferramenta, etc. Além disso, torna possível a usinagem dos virabrequins de formas diferentes umas das outras, algo que pode ser interessante, por exemplo, para fornecer os dois virabrequins com marcas de rastreamento diferentes. Desta forma, o posicionamento entre os virabrequins 100 e os fusos 1 pode variar de acordo com cinco graus de liberdade, ou seja, três graus de liberdade correspondentes ao deslocamento linear dos fusos ao longo dos quatro eixos X, Y e Z1/Z2, e dois graus de liberdade correspondentes ao giro do suporte seguindo o eixo vertical A, e o giro do virabrequim em torno do seu eixo longitudinal B . [038] Para fazer com que o virabrequim gire sobre seu eixo longitudinal B, a máquina compreende um mecanismo de rotação 22, que é montado em um lado do suporte, de tal forma que ele pode ser deslocado, seguindo a seta ilustrada nas figuras 5 e 6, entre uma posição recolhida na qual ele não interage com o virabrequim 100, e uma posição de acionamento na qual o mecanismo de rotação 22 interage com o virabrequim 100, de modo a girar o virabrequim 100 em relação ao referido eixo longitudinal B. Como pode ser observado nas figuras 7 e 10, o mecanismo de rotação compreende, por um lado um carro 22A que pode ser deslocado horizontalmente acionado por meio de um atuador e orientado por um sistema de guias que não foi ilustrado em detalhes, e por outro lado um atuador 22B que pode se conectar com a extremidade do virabrequim para girá-lo, de uma forma controlada. [039] Para garantir um posicionamento correto do virabrequim em termos da sua posição angular em relação ao eixo longitudinal B, a máquina compreende, em correspondência com cada virabrequim e como pode ser observado nas figuras 7, 9 e 10, um dispositivo de posicionamento angular 23 que compreende dois elementos de posicionamento 23A e 23B dispostos para girar entre uma primeira posição fechada, na qual os referidos elementos de posicionamento 23A e 23B prendem entre eles um moente 104 do virabrequim, como pode ser observado na figura 9, e uma posição aberta na qual os referidos elementos de posicionamento 23A e 23B permitem a rotação do virabrequim em torno do seu eixo longitudinal sem impedir tal rotação através do contato com os moentes, conforme indicado pelas linhas tracejadas na figura 9. Em outras palavras, é um dispositivo de posicionamento com uma abertura ampla, na qual os elementos de posicionamento podem ser separados ou abertos tanto, que eles não impedem a rotação do virabrequim. Isto evita a necessidade equipar o dispositivo de posicionamento 23 com um movimento de retração; ele pode simplesmente abrir e fechar. [040] Com esta máquina e com os dois fusos 1 deslocáveis linearmente ao longo de três eixos ortogonais, é possível posicionar o virabrequim corretamente em relação ao fuso, a fim de fazer um furo de alivio de peso, conforme ilustrado nas figuras 14A-14C. Nas figuras, as setas retas ilustram a direção desejada para o furo a ser perfurado. Para orientar o virabrequim corretamente em relação ao fuso 1 e a ferramenta correspondente, o virabrequim é girado em torno do seu eixo longitudinal B (etapa da figura 14A para a figura 14-B) e o suporte é girado em torno do seu eixo vertical (etapa da figura 14B para a figura 14C) . Logicamente, estas duas etapas podem ser realizadas em qualquer ordem, simultaneamente, ou uma após a outra. [041] A Figura 10 ilustra esquematicamente como um dos dispositivos de fixação 22 se desloca em paralelo ao eixo longitudinal do virabrequim, em outras palavras, horizontalmente, para permitir que a máquina seja adaptada facilmente para um tipo diferente de virabrequim (ilustrado com uma linha tracejada, como a nova posição do dispositivo de fixação). Em algumas configurações da invenção, mais do que um dos dispositivos de fixação pode ser deslocar desta maneira. [042] A Figura 11 ilustra como, de acordo com uma configuração possível da invenção, os dois virabrequins 100 podem ser dispostos um em cima do outro, cada um com o seu eixo longitudinal orientado horizontalmente, em um lado do suporte 2, de tal forma que as aparas que são geradas durante a usinagem caem em um poço 30 de coleta de aparas, de onde estas podem ser transportadas através de um sistema de remoção 31 de aparas para evitar uma acumulação excessiva de aparas. [043] As Figuras 12 e 13 ilustram, esquematicamente, como a máquina pode compreender um sistema para carga e descarga de virabrequins que inclui um manipulador 41, 42 que é equipado com, para cada virabrequim que o suporte está configurado para prender simultaneamente, um primeiro conjunto de fixação 41A, 42A para carregar um virabrequim até o suporte 2, e um segundo conjunto de fixação 41B, 42B para remover um virabrequim do suporte. No caso da figura 12, o manipulador é deslocável linearmente ao longo do comprimento de uma estrutura 44 e pode girar em torno de um eixo horizontal 45, de tal forma que ele pode receber dois virabrequins por cima, conforme ilustrado na figura 12, que são presos pelas mandibulas do primeiro conjunto de fixação 41A. Posteriormente, o manipulador gira 90 graus no sentido horário, seguindo eixo o horizontal 45 e se desloca linearmente em direção ao suporte 2. Uma vez lá, as mandibulas de fixação do segundo conjunto de fixação 41B coleta os virabrequins que estão no suporte, já usinados. Em seguida, o manipulador 41 gira 180 graus em torno do eixo horizontal 45 para colocar o primeiro conjunto de fixação 41A em frente ao suporte, a fim de carregar os novos virabrequins a serem usinados no suporte. Em seguida, o manipulador se retrai para descarregar os virabrequins usinados e para receber novos virabrequins para usinagem, sendo possivel realizar esta operação de carga e descarga ao mesmo tempo em que os virabrequins montados no suporte são usinados. [044] A Figura 13 ilustra uma alternativa na qual, em vez de um manipulador montado em uma estrutura, conforme o ilustrado na figura 12, o manipulador 42 é montado sobre um braço robótico. [045] As Figuras 15 e 16 ilustram uma configuração alternativa, na qual além do carro 22A, existe um segundo carro 24A, montado no lado do suporte 2 oposto ao lado em que o carro 22A está montado. No segundo carro 24A está montado um elemento de posicionamento axial 24B (em outras configurações da invenção pode ser outro tipo de dispositivo, por exemplo, uma ferramenta ou semelhante, ou um dispositivo para o posicionamento e/ou fixação da peça a ser usinada) que serve para posicionar o virabrequim corretamente na sua direção axial, ou qualquer outro dispositivo que possa ser necessário que seja recolhido para não interferir com a usinagem. Este elemento de posicionamento axial 24B pode ser um batente ou contraponto, contra o qual o virabrequim pode ser impulsionado por meio do uso de um ou mais propulsores 24C, que pode ser montado no próprio suporte ou similar, e/ou no carro 22A do mecanismo de rotação, conforme ilustrado esquematicamente na figura 15. Alternativamente, o elemento de posicionamento axial 24B pode ser um propulsor ou similar. Os carros 22A e 24A são ambos deslocáveis linearmente entre as suas respectivas posições de acionamento (na qual o atuador 22B e o elemento de posicionamento axial 24B interagem com o virabrequim para girá-lo e para agir como um batente, respectivamente) e as suas respectivas posições recolhidas, na qual eles não impedem o acesso das ferramentas dos atuadores 1 ao virabrequim, de diferentes posições e ângulos. Na figura 16 também é possível observar esquematicamente as mandibulas 22C que formam parte do mecanismo de rotação 22. [046] Neste texto, a palavra "compreende" e suas variantes (como, por exemplo, "compreendendo", etc.) não devem ser interpretadas como sendo excludentes, em outras palavras, elas não excluem a possibilidade de o que é descrito incluir outros elementos, etapas, etc. [047] Ao mesmo tempo, a invenção não se limita às configurações especificas descritas, mas engloba também, por exemplo, variantes que podem ser configuradas por pessoa mediana especializada na técnica (por exemplo, em termos de escolha de materiais, dimensões, componentes, configuração, etc.), dentro do âmbito do que pode ser inferido a partir das reivindicações.

Claims

1. MÁQUINA PARA USINAGEM DE VIRABREQUINS, caracterizada por compreender: um suporte (2) para suportar pelo menos um virabrequim (100); pelo menos um atuador (1) para acionar uma ferramenta de usinagem para usinar o virabrequim; o suporte (2) sendo configurado para manter o referido, pelo menos um, virabrequim usando pelo menos dois dispositivos de fixação (21) configurados para fixar o virabrequim em correspondência com pelo menos dois dos principais munhões (103) do virabrequim; o suporte (2) sendo rotativo em relação a um eixo vertical (A) de modo a modificar um ângulo de ataque entre um eixo longitudinal (B) do virabrequim (100) e o atuador (1); em que o suporte é equipado com um mecanismo de rotação (22) que pode ser deslocado entre uma posição recolhida, na qual não interage com o virabrequim (100), e uma posição de acionamento na qual o mecanismo de rotação (22) interage com o virabrequim (100) a fim de girar o virabrequim (100) em relação ao referido eixo longitudinal (B).

2. MÁQUINA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo mecanismo de rotação (22) ser montado sobre o suporte (2) de tal forma que ele pode ser deslocado linearmente entre a referida posição recolhida e a referida posição de acionamento.

3. MÁQUINA, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo referido mecanismo de rotação (22) ser montado sobre o suporte (2) de tal forma que ele pode ser deslocado horizontalmente entre a referida posição recolhida e a referida posição de acionamento.

4 . MÁQUINA, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo referido mecanismo de rotação (22) ser montado sobre o suporte (2), de tal forma que ele pode ser deslocado entre a referida posição recolhida e a referida posição de acionamento em uma direção perpendicular a um eixo longitudinal do virabrequim.

5. MÁQUINA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo mecanismo de rotação (22) ser montado sobre o suporte (2) de tal forma que ele pode ser deslocado seguindo uma trajetória curva entre a referida posição recolhida e a referida posição de acionamento.

6 . MÁQUINA, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo referido mecanismo de rotação (22) estar disposto de modo que quando este está na referida posição recolhida, a extremidade correspondente do virabrequim é acessivel livremente pela ferramenta de usinagem.

7 . MÁQUINA, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada por cada dispositivo de fixação (21) compreender um torno de autocentralização com duas mandibulas (21A, 21B) configuradas para serem deslocadas simultaneamente entre uma posição aberta para a carga e/ou descarga do virabrequim, e uma posição fechada de fixação do virabrequim.

8 . MÁQUINA, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada por compreender adicionalmente pelo menos um dispositivo de posicionamento angular (23) que compreende dois elementos de posicionamento (23Α, 23Β) dispostos para girarem entre uma primeira posição fechada, na qual os referidos elementos de posicionamento (23A, 23B) prendem entre elesum munhão(104) do virabrequim, e uma posição abertana qual os referidos elementos de posicionamento (23A, 23B) permitem que o virabrequim gire em torno do seu eixo longitudinal.

9 . MÁQUINA, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada por pelo menos um dos referidos dispositivos de fixação (21) poder ser deslocado em uma direção paralela ao eixo longitudinal (B) do virabrequim, de tal modo que é possivel ajustar a distância entre os referidos dispositivos de fixação (21) para adaptar a máquina a diferentes tipos de virabrequins.

10. MÁQUINA, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo suporte (2) ser configurado para prender pelo menos dois virabrequins, um em cima do outro, de preferência orientados horizontalmente, de preferência sobre um espaço (30) para receber aparas.

11. MÁQUINA, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo referido atuador (1) estar disposto de modo a acionar uma ferramenta de usinagem para usinar um dos referidos virabrequins (100), tal máquina compreendendo adicionalmente pelo menos um outro atuador (1) disposto de modo a acionar uma ferramenta de usinagem para usinar o outro dos referidos virabrequins (100), sendo ambos os atuadores axialmente deslocáveis (Z1/Z2) independentemente um do outro.

12. MÁQUINA, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada por compreender pelo menos um elemento adicional (24B) que é deslocável entre uma posição de acionamento na qual o elemento adicional (24B) interage com o virabrequim, e uma posição recolhida na qual este não interage com o virabrequim, sendo o elemento adicional (24B), de preferência, montado sobre o suporte (2) de tal forma que ele pode ser deslocado entre a referida posição recolhida e a referida posição de acionamento, de preferência de forma linear.

13. MÁQUINA, de acordo com a reivindicação 12, caracterizada por compreender um mecanismo de posicionamento axial (24) do virabrequim, sendo o referido pelo menos um elemento adicional (24B) um elemento de posicionamento axial (24B) que forma parte do referido mecanismo de posicionamento axial (24).

14. MÁQUINA, de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracterizada pelo elemento adicional (24B) ser montado sobre um primeiro lado do suporte (2) e em que o mecanismo de rotação (22) está montado sobre um segundo lado do suporte (2) oposto ao referido primeiro lado, tal mecanismo de rotação de preferência compreendendo um carro (22A) e o elemento adicional (24B) de preferência sendo montado em outro carro (24A), tais carros sendo deslocáveis entre as respectivas posições recolhida e de acionamento, de preferência, seguindo trajetórias paralelas.

15. MÁQUINA, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada por compreender adicionalmente um sistema para a carga e descarga dos virabrequins, que inclui um manipulador (41, 42) que é fornecido com, para cada virabrequim que o suporte é projetado para prender simultaneamente, um primeiro conjunto de fixação (41A, 42A) para transportar um virabrequim até o suporte (2), e um segundo conjunto de fixação (41B, 42B) para remover um virabrequim do suporte (2) .

16. MÁQUINA, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo mecanismo de rotação (22) ser montado sobre um lado do suporte (2), de tal modo que ele pode ser deslocado de modo a interagir com uma extremidade do virabrequim (100) na referida posição de acionamento, para girar o virabrequim em torno do seu eixo longitudinal (B).

17. MÉTODO PARA FAZER FUROS DE ALÍVIO DE PESO EM UM VIRABREQUIM, caracterizado por compreender a etapa de colocar o virabrequim no suporte (2) de uma máquina, conforme definido em qualquer uma das reivindicações anteriores, e a etapa de orientar o virabrequim em relação a um fuso de usinagem, - girando o suporte (2) ao longo de um eixo vertical (A) e - girando o virabrequim ao longo de seu eixo longitudinal (B), tal método compreendendo ainda a etapa de fazer pelo menos um furo de alivio de peso no virabrequim .