BR102018070347A2 - método de fabricação de um tubo para viga de eixo veicular - Google Patents

Abstract

método de fabricação de um tubo para viga de eixo veicular. a presente invenção se refere a um método de fabricação de um tubo para viga de eixo veicular, preferencialmente utilizado em eixos para caminhões, ônibus, reboques e semirreboques, compreendendo um tubo cilíndrico (1) fabricado por processo de estamparia, a partir de cortar tiras de chapa de aço (2), e estampar as bordas da tira de chapa de aço (2), conformando um perfil em c (3), um perfil em u (4), e um perfil em o (5), respectivamente, posteriormente soldar longitudinalmente a junção (6) do perfil em o de modo a fechar o perfil, conformando o tubo (1).

Description

MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE UM TUBO PARA VIGA DE EIXO VEICULAR [001] A presente invenção se refere a um método de fabricação de um tubo para viga de eixo veicular, preferencialmente utilizado em eixos para caminhões, ônibus, reboques e semirreboques, compreendendo um tubo cilíndrico fabricado por processo de estamparia, a partir de tiras de chapa de aço, em diversas etapas de fabricação.

[002] O tubo para viga de eixo da presente invenção, tendo a forma cilíndrica, é obtido por processo de estampagem, partindo do corte das tiras de chapa de dimensões controladas e tolerâncias reduzidas, para garantir que o processo de conformação se realize com um menor número de variáveis.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO [003] Nos veículos de transporte rodoviários de cargas pesadas, mais especificamente caminhões, ônibus, reboques e semirreboques são utilizados eixos veiculares auxiliares, de diversos modelos, sendo que na sua maioria as vigas destes eixos são fabricadas em perfil tendo o corpo tubular de seção redonda ou retangular.

[004] As vigas de eixos atuais de seção redonda na sua maioria são fabricadas partindo de tubos de aço sem costura, fabricados por processos contínuos de extrusão, laminação ou trefilação, devido à dificuldade e grandes investimentos para a fabricação de tubos com costura de diâmetros reduzidos e de parede grossa acima da espessura de 12,5 mm, mais usados nesta aplicação.

[005] Um inconveniente que se apresenta na utilização de tubos sem costura, para a fabricação de vigas de eixos veiculares é seu alto custo e peso, devido a

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2/8 poucos fabricantes e a monopólios, e também ao alto investimento em uma fábrica desta natureza.

[006] Outro inconveniente encontrado na utilização de tubos sem costura em vigas de eixos veiculares é a grande variação na espessura da parede do tubo e suas tolerâncias de fabricação, visto que a espessura da parede não é uniforme circunferencial e longitudinalmente, devido ao processo de fabricação usado, o que requer a utilização de espessuras maiores, resultando em maior peso e custo do eixo veicular.

[007] As vigas de eixos atuais de seção redonda que utilizam tubos com costura são de espessura de parede reduzida, sendo estes tubos fabricados por formação contínua, em fieiras ou perfiladeiras de alto custo de investimento, onerando o custo final do tubo.

[008] A utilização de tubos com costura para a fabricação de vigas de eixos veiculares torna-se favorável pelo maior controle na espessura da parede do tubo, favorecendo a redução do peso e custo. Por outro lado encontramos pouca disponibilidade deste tipo de tubos no mercado, em se tratando de tubos de parede grossa de diâmetros reduzidos, a exemplo do diâmetro de 127 mm e espessura entre 12,7 a 19 mm, mais utilizados em vigas de eixos veiculares.

[009] Entre outros processos conhecidos do estado da técnica utilizados na fabricação de tubos redondos destacamos o processo denominado UOE, que utiliza basicamente quatro etapas de conformação a frio, sendo três etapas de conformação por prensagem em C, em U e em O, e mais uma etapa de conformação em E por expansão. Os tubos

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3/8 fabricados por este processo são geralmente de grande diâmetro, acima de 300 mm, mais utilizados para oleodutos, condução de gás e aplicações industriais.

[0010] No estado da técnica podemos citar, algumas patentes, US977118, US1879078, US4339941 e US7967926, descrevendo processos produtivos de fabricação de tubos com costura, empregando o processo UOE acima citado.

[0011] O documento de patente US7967926 refere-se a um tubo de aço UOE de excelente característica de colapso formado pelo método de produção UOE e um método para formar este tubo de aço UOE, dito tubo de aço caracterizado pelo fato da relação entre a tensão de compressão e a tensão de limite de escoamento na direção circunferencial é pelo menos 1,05 perto da superfície interna e é de pelo menos 0,9 a não mais de 1,0 do centro da espessura da chapa até a superfície externa.

[0012] A invenção descrita no referido documento tem como objetivo proporcionar um tubo de aço melhorado em resistência ao colapso por tratamento térmico, para deixar o endurecimento obtido pelo trabalho a frio do lado interno da superfície, e para eliminar o efeito Bauschinger da superfície externa para o centro da espessura. Além disso, proporciona tubos de aço pelo processo UOE melhorados em termos de resistência ao colapso através da melhoria do processo de produção UOE, mesmo sem tratamento térmico.

[0013] O inconveniente encontrado no referido processo é o fato de ser específico para a produção de tubos com diâmetro superior a 600 mm, utilizados em

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4/8 oleodutos, não podendo ser aplicável a eixos automotivos que são de parede grossa e diâmetro reduzido.

[0014] A solução encontrada para resolver os inconvenientes anteriormente citados é idealizada através de novo método de fabricação de tubo para viga de eixo veicular e tubo para viga de eixo veicular obtido por processo de estamparia, a partir de tiras de chapa de aço, em diversas etapas de fabricação.

[0015] É, portanto, uma necessidade do estado da técnica desenvolver novo método de fabricação de tubo para viga de eixo veicular por processo de estamparia, para que se realize com um menor peso e custo de fabricação reduzido.

OBJETIVOS DA INVENÇÃO [0016] A presente invenção tem como objetivo principal ter um novo método de fabricação de tubo para viga de eixo veicular obtido por processo de estamparia, para proporcionar menor peso e custo de fabricação à viga de eixo veicular.

[0017] Outro objetivo da invenção é de oferecer alternativas de suprimento de tubos ao mercado para a fabricação de vigas de eixos veiculares, com menor investimento.

[0018] Outro objetivo da invenção é de reduzir o peso do eixo veicular, para permitir maior carga ao veiculo.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

Figura 1 - Vista em perspectiva ilustrando um tubo para viga de eixo veicular fabricado por processo de estamparia, objeto da presente invenção;

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Figura 2 - Vista em perspectiva de uma tira de chapa apropriada para estampar o tubo da figura 1;

Figura 3 - Vista em perspectiva da ferramenta ilustrando a etapa de estampagem em C;

Figura 3A - Vista plana do perfil C conformado na ferramenta ilustrada na figura 3;

Figura 4 - Vista em perspectiva da ferramenta ilustrando a etapa de estampagem em U;

Figura 4A - Vista plana do perfil U conformado na ferramenta ilustrada na figura 4;

Figura 5 - Vista em perspectiva da ferramenta ilustrando a etapa de estampagem em O;

Figura 5A - Vista plana do tubo em O conformado na ferramenta ilustrada na figura 5;

Figura 6 - Vista em perspectiva do tubo conformado em O, ilustrando a etapa de soldagem longitudinal.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO [0019] Em conformidade com o quanto ilustram as Figuras em anexo, a presente invenção se refere a um MÉTODO DE FABRICAÇÃO DE TUBO PARA VIGA DE EIXO VEICULAR, preferencialmente utilizado em eixos para caminhões, ônibus, reboques e semirreboques, compreendendo um tubo cilíndrico (1) fabricado por processo de estamparia, a partir de tiras de chapa de aço (2), em diversas etapas de fabricação.

[0020] A função do tubo da presente invenção é de ser utilizado na fabricação de vigas de eixos veiculares redondas do tipo integral ou em partes.

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6/8 [0021] No mercado atual existem basicamente duas formas, mais utilizadas nos processos para a fabricação de vigas de eixos veiculares a partir de tubos cilíndricos. Uma das formas, denominada de viga integral, a viga é fabricada a partir de parte de uma barra de tubo cilíndrico, onde as ponteiras são conformadas diretamente no tubo por vários processos. A outra forma é a viga de eixo fabricada em três partes, ou seja, duas ponteiras e um tubo unidos por processo de solda, por adição ou por solda de fricção.

[0022] O tubo cilíndrico (1) para viga de eixo veicular da presente invenção, ilustrado na figura 1 é obtido por processo de estamparia, partindo de tiras de chapa de aço (2) de espessura na faixa de 9 a 20 mm, largura na faixa de 300 a 500 mm e comprimento na faixa de 500 a 3000 mm, cujas tolerâncias dimensionais de fabricação são reduzidas para garantir que o processo de estampagem se realize com um menor número de variáveis.

[0023] O método de fabricação consiste na etapa inicial de cortar a tira de chapa de aço (2), ilustrada na figura 2, a partir de chapas em bobinas ou em fardos, podendo ser através de corte em máquina tesoura do tipo guilhotina, máquina de corte a laser ou máquina slitter. A largura da tira de chapa para conformar o tubo pode ser controlada, tendo suas tolerâncias dimensionais reduzidas, partindo de um processo de corte adequado. Dependendo da precisão oferecida pela máquina de corte, a tira de chapa pode passar por um processo de usinagem posterior.

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7/8 [0024] Na realização preferida da invenção, ilustrado nas figuras 3 e 3A, a segunda etapa do método de fabricação consiste em estampar as bordas da chapa de aço (2) em um perfil “C (3) em ferramenta especial, devido à necessidade de uma prensa de alta capacidade para esta operação.

[0025] Na realização preferida da invenção, ilustrado nas figuras 4 e 4A, a terceira etapa do método de fabricação consiste em estampar o perfil “C (3) e conformar um perfil em “U (4).

[0026] Na realização preferida da invenção, ilustrado nas figuras 5 e 5A, a quarta etapa consiste em estampar o perfil “U (4) e conformar um perfil em O (5).

[0027] Na realização preferida da invenção, ilustrado na Figura 6, a quinta etapa do método de fabricação após a estampagem do perfil em O (5) é realizada a etapa de soldar longitudinalmente a junção (6) do perfil em “O, para fechar o perfil, e conformar o tubo (1), ilustrado na Figura 1.

[0028] Em seguida é prevista a etapa de remover o excesso de solda na junção (6) do perfil em O, e limpar por remoção mecânica.

[0029] Na realização preferida da invenção, as etapas de estampar a chapa de aço (2) em perfis em “C, “U, e “O, são realizadas por prensas de alta capacidade conhecidas do estado da técnica.

[0030] Na realização preferida da invenção, a etapa de soldagem longitudinal do tubo é realizada por um processo de solda por arco submerso em máquina especial,

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8/8 podendo também ser realizada utilizando outros métodos e

processos de soldagem	conhecidos.
[0031]	A	etapa	de remoção do excesso	de solda
superficial pode ser	realizada em máquina	espec	ial,	por
usinagem, lixamento,	esmerilhamento, ou	por	qualquer
processo conhecido.
[0032]	Outras	modalidades do	método	de
fabricação podem		ser	realizadas, dependendo	da
disponibilidade de	máquinas	para prensagem, o	tubo	pode	ser

conformado numa única prensagem, juntando à segunda, terceira e quarta etapa, ou numa prensagem para cada etapa.

[0033] Na prática, o método de fabricação do tubo para viga de eixo veicular da presente invenção vem oferecer mais uma alternativa de fornecimento de tubos para o mercado e fabricação de vigas para eixos veiculares, proporcionando uma redução de peso no eixo veicular, e uma redução do custo dos eixos em relação ao estado da técnica.

[0034] Será facilmente compreendido por aqueles versados na técnica que modificações podem ser realizadas na presente invenção sem com isso se escapar dos conceitos expostos na descrição precedente. Essas modificações devem ser consideradas como incluídas dentro do escopo da presente invenção. Consequentemente, as concretizações particulares descritas em detalhe anteriormente são somente ilustrativas e não limitativas quanto ao escopo da presente invenção, a qual deve ser dada a plena extensão das reivindicações em anexo e de todos e quaisquer equivalentes das mesmas.

Claims (4)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Método de fabricação de um tubo para viga de eixo veicular obtido por processo de estamparia, caracterizado por compreender as etapas de:

   cortar uma tira de chapa de aço (2) de espessura na faixa de 9 a 20 mm, largura na faixa de 300 a 500 mm e comprimento na faixa de 500 a 3000 mm, a partir de chapas em bobinas ou em fardos;

   - estampar as bordas da tira de chapa de aço (2) e conformar um perfil em C(3);

   - estampar o perfil C (3) e conformar um perfil em U(4);

   - estampar o perfil U (4) e conformar um perfil em O(5);

   - soldar longitudinalmente a junção (6) do perfil em O de modo a fechar o perfil;

   - remover o excesso de solda da junção (6) e limpar por remoção mecânica, conformando o tubo (1).
2. 2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a etapa de cortar a tira de chapa de aço (2) ser realizado por uma máquina dentre, máquina tesoura do tipo guilhotina, máquina a laser, máquina slitter.
3. 3. Método de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por a etapa de soldar longitudinalmente a junção (6) do perfil em O de modo a fechar o perfil ser realizada por um processo de solda por arco submerso.
4. 4. Método, de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por a etapa de remover o excesso de solda da junção (6) ser realizado por uma máquina dentre, de usinagem, lixamento, esmerilhamento.