BRPI0615720A2

BRPI0615720A2 - eixo oco e processo para sua fabricação

Info

Publication number: BRPI0615720A2
Application number: BRPI0615720-3A
Authority: BR
Inventors: Rainer Stueckrad; Helmut Straub
Original assignee: Neumayer Tekfor Holding Gmbh
Priority date: 2005-09-13
Filing date: 2006-09-02
Publication date: 2011-05-24
Also published as: US7765846B2; US20080280691A1; FR2890710A1; FR2890710B1; ITMI20061751A1; WO2007031052A2; WO2007031052A3; DE112006003129A5

Abstract

EIXO OCO E PROCESSO PARA SUA FABRICAçãO. A invenção refere-se a um eixo oco (1), com perfilações externas (2, 3), previstas em ambas as suas extremidades para a transmissão de torque, sendo que regiões do eixo (4), que ficam entre estas, apresentam diâmetros menores que pelo menos uma das perfilações. O eixo oco (1) pode ser composto, ou está composto, de dois componentes (4,12), dos quais um componente contém a seção do eixo oco (4) e o perfil, assim como no lado do eixo afastado do perfil, um perfil externo (5) que transmite o torque, de uma conexão de encaixe, e sendo que o outro componente é um componente em forma de bucha (12), com o segundo perfil, e um perfil interno (6) que transmite o torque, de uma conexão de encaixe.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "EIXO OCO EPROCESSO PARA SUA FABRICAÇÃO".

" A invenção refere-se a um eixo oco, com perfilações externas,como dentaduras longitudinais, dentaduras de correia trapezoidal, perfis po-ligonais ou semelhante, previstas em ambas as suas extremidades para atransmissão de torque, sendo que as regiões do eixo que ficam entre estasapresentam diâmetros menores que as perfilações.

Eixos ocos deste gênero podem servir para o acionamento deagregados, por exemplo, de bombas de óleo, sendo que por razões de es-paço a parte central está mais delgada que as extremidades, nas quais nãosão previstas as dentaduras.

Para a fabricação de eixos deste gênero foi proposto fabricarestes em uma só junta por meio de extrusão a frio. No entanto, neste casoseria necessário de alargar outra vez uma das perfilações depois da fabrica-ção da região do eixo oco. Alargamentos deste gênero só podem ser fabri-cados em ferramentas especiais muito complicadas e exigem em seguidaprocessamentos posteriores em proporções consideráveis. Desta maneirateriam sido causados custos adicionais consideráveis.

A presente invenção está baseada na tarefa de criar um eixo ocodo gênero inicialmente mencionado, que se destaca por fabricação especi-almente simples, econômica e rápida, assim como por alta precisão e, alémdisso, colocar à disposição processos para sua fabricação barata, rápida eprecisa.

De acordo com a invenção, isto é obtido no caso de um eixo ocodo gênero inicialmente mencionado pelo fato, que este pode ser composto,ou está composto, de dois componentes, dos quais um componente contéma seção do eixo oco e um perfil, assim como no lado do eixo afastado doperfil uma conexão de encaixe externa, que transmite o torque, e sendo queo outro componente é um componente em forma de bucha com o segundoperfil e um perfil interno que transmite o torque de uma conexão de encaixe.

Neste caso é vantajoso, quando a configuração da seção emforma de eixo oco, das perfilações e do perfil da conexão de encaixe de ume/ou a configuração do outro componente, se realiza por meio de extrusão afrio de uma peça em bruto maciça.

Neste caso pode ser conveniente, quando entre o perfil interno eexterno da conexão de encaixe se preveja um encaixamento sob pressão,assim que depois do encaixe da bucha, esta não pode cair da parte em for-ma de eixo durante o transporte, o manuseio e a montagem.

Caso as perfilações previstas sobre os eixos sejam providascom diâmetros diferentes, então é conveniente, quando a perfilação menor éprevista no componente em forma de bucha, e a perfilação maior é fabricadaem uma só junta com a seção em forma de tubo.

Para a fabricação da seção do eixo oco com uma perfilação,configurada em uma de suas extremidades com diâmetro maior que o diâ-metro do eixo, que transmite o torque, como um perfil de eixo ranhurado, eno perfil externo de uma conexão de encaixe que transmite o torque, previs-to na extremidade do eixo situada no lado oposto, é vantajoso prever pelomenos uns dos passos de processamento citados em seguida:

a) cortar ao comprimento de um peça em bruto de material, deum material em barra,

b) uma primeira formação de copo, sendo que a fabricação deuma região oca em forma de copo se realiza com uma junta maciça e a regi-ão do copo corresponde pelo menos aproximadamente ao diâmetro interno eexterno da seção do perfil,

c) uma segunda formação de copo, sendo que ocorre um pro-longamento da região oca da junta por meio de extrusão a frio,

d) perfuração do fundo do copo,

e) extrusão de tubo, sendo que ocorre o início da fabricação docorpo do eixo oco por meio de extrusão a frio,

f) uma primeira redução do diâmetro e da espessura da parede,assim como um prolongamento da seção do eixo oco de acordo com o pas-so e), e a formação de uma região de pescoço engrossada em relação aodiâmetro do eixo oco externo, adjacente à região prevista para a formaçãoda perfilação, por meio de extrusão a frio,g) uma segunda redução pelo menos aproximadamente a partirda região em forma de colar, e um prolongamento da seção do eixo oco deacordo com o passo f), por meio de extrusão a frio,

h) prensagem final da região do perfil em forma da endentaçãoexterna, através da colocação de um mandril no contorno interno da região

do perfil com diâmetro igual, sendo que um êmbolo em forma de anel quecircunda o mandril penetra na região de face da região extrema e nesta oca-sião desloca material para a contraendentação de uma matriz colocada emvolta da região prevista para a formação da endentação, com formação deuma saliência axial, por meio de extrusão a frio,

i) eventualmente simultaneamente com o passo h), a produçãode um perfil externo da conexão de encaixe, na região afastada da região doperfil do eixo oco, por meio de extrusão a frio,

j) torneamento da saliência.

Para a fabricação da bucha com perfilação externa, e um perfilinterno de uma conexão de encaixe, podem prestar-se de maneira especi-almente favorável uns dos passos de processamento citados:

a) cortar ao comprimento de uma peça em bruto de material, deum material em barra,

b) formação de copo e ao mesmo tempo formação do perfil in-terno da conexão de encaixe, de preferência para a medida final do perfil,por meio de extrusão de formação a frio,

c) perfuração do fundo,

d) torneamento do diâmetro externo,

e) fabricação do perfil externo por meio de extrusão a frio, sendoque um mandril com um perfil que corresponde ao perfil interno da conexãode encaixe é introduzido neste e um êmbolo em forma de anel que circundao mandril, penetra na região de face que fica de maneira oposta em relaçãoao fundo perfurado, e é deslocado material para dentro da contraendentaçãode uma matriz, colocada antes em volta da região, prevista para a formaçãodo perfil externo, sendo que é formada uma saliência axial,f)-tõmeamentõ^ã~ált isso re-moção da saliência axial.

Além disso, para a fabricação de um eixo oco podem prestar-sede maneira "especialmente vantajosa pelo menos três dos passos indicadosem seguida, antes ou depois do encaixe ou da colocação sob pressão, res-pectivamente, da bucha sobre o eixo através da conexão de encaixe:

a) torneamento da região, dentro da região do perfil configuradaem uma só junta com o perfil do eixo, como assento de apoio,

b) fabricação de uma ranhura na região extrema externa do per-fil,

c) fabricação de um chanfro no início do contorno interno na re-gião do perfil,

d) fabricação de um sangramento na região extrema do contornointerno cilíndrico, na região do perfil.

Neste caso pode ser vantajoso realizar entre cada um dos pas-sos de processamento um tratamento térmico ou um tratamento superficial,respectivamente, especialmente um recozimento mole, pelo qual o material,cuja estrutura foi endurecida pela deformação a frio nos passos anteriores,se torna outra vez mais mole, por exemplo, na ocasião da fabricação do cor-po do eixo oco com primeiro perfil amoldado, entre os passos b) e c) e e) eg), assim como g) e h); na ocasião da fabricação da bucha entre os passosd) e e).

Através das figuras 1 até 19, se explica a invenção de maneiramais detalhadamente.

Neste caso a figura 1, mostra um eixo oco de acordo com a in-venção e, respectivamente, um eixo oco fabricado segundo um processo deacordo com a invenção, as figuras 2 a 19, os passos de processamento dife-rentes para a fabricação de um eixo de acordo com a figura 1.

O eixo da bomba de óleo 1, de acordo com a figura 1, está con-figurado como eixo oco, e apresenta em suas extremidades perfilações ex-ternas em forma de perfilações onduladas ou, respectivamente, dentaduraslongitudinais 2, 3.

____ Entfé-ambás as zonas de perfil 2, 3, se encontra uma seção emforma de tubo 4, a qual apresenta, pelo menos ao longo de regiões parciais,um diâmetro menor que as perfilações 2, 3.

O perfil 3, e a seção em forma de tubo 4, no presente exemplode execução são configurados em uma só junta ou de maneira inteiriça, res-pectivamente, e na extremidade do eixo que fica no lado oposto em relaçãoao perfil 3, está encaixada a bucha 7 que suporta o perfil 2, por meio de umaconexão de encaixe 5, 6, que transmite o torque e que ainda vai ser descritamais adiante. A conexão de encaixe 5 e 6, está configurada como encaixa-mento sob pressão. Como será descrito em seguida, tanto a seção em formade tubo 4, assim como a seção do perfil 3 inteiriça com esta, como tambéma bucha 7, pelo menos no que se refere a suas regiões de função, são fabri-cadas por meio de deformação a frio.

Neste caso a figura 2, mostra uma peça em bruto 8, separada deum material em barra por corte ao comprimento, no presente caso o serra-mento.

Desta peça em bruto é fabricada em um processo extrusão afrio, em um ciclo de trabalho denominado como "formação de copo I", a junta-9, de acordo com a figura 3.

Em um ciclo de trabalho denominado como "formação de copoM" é fabricada por meio de extrusão a frio a junta em forma de bucha, deno-minada com 10, de acordo com a figura 4.

Em um ciclo de trabalho denominado como "perfuração", é re-movido o fundo 11 (veja a figura 4), do componente em forma de bucha 10,assim que se forma um componente 12, de acordo com a figura 5, que agoranão apresenta mais nenhum fundo.

Em um passo de processamento denominado como "extrusãode tubo", é deslocado em essência material da região 13, de acordo com afigura 5, e se produz a região oca 14, do componente 15, de acordo com afigura 6.

No ciclo de trabalho denominado como "redução I", se produzem essência da região 14, de acordo com a figura 6, a região do eixo oco-16, do cò7npüãent¥-^7~~-"dé-acordõ^oírr^fig^também uma região de pescoço 18, adjacente à região prevista para a con-figuração do perfil 3.

Em um processo de trabalho que segue, que está denominadocomo "redução II", pelo menos aproximadamente a partir da região 18 emforma de pescoço, de acordo com a figura 7, é adelgaçada a região denomi-nada lá com 16, por meio de extrusão a frio, e é produzida a região do eixooco 20, de um componente 21, de acordo com a figura 8.

No passo de procedimento denominado como "prensagem final",o componente 22, de acordo com a figura 9, com um perfil externo 3, o qualna figura 10, que mostra um recorte ampliado X da figura 9, torna-se reco-nhecível de maneira mais nítida.

No mesmo processo de trabalho, nas extremidades da região doeixo oco 23, afastadas da endentação 3, pode amoldar-se a perfilação 5, asaber um polígono para uma conexão de encaixe que transmite o torque.Este detalha está representado em escala ampliada na figura 11, que mostraum corte de acordo com a linha XI, da figura 9.

Cria-se a perfilação 3, sendo que uma matriz provida com umacontraperfilação é colocada em volta da região, denominada com 19, na figu-ra 8, além disso um mandril é introduzido no contorno interno da região 19, eum êmbolo em forma de anel, representado parcialmente na figura 10 e de-nominado com 25, vai contra a superfície de frente 26 (veja a figura 8), pene-tra na região 19, e nesta ocasião desloca material para dentro da endenta-ção da matriz, assim que é formada a endentação 3. Nesta ocasião se formatambém uma saliência 27, como se observa especialmente na figura 10.

A saliência 27, no processo "tornear ao comprimento" é cortadapor torneamento ao longo da linha 28, de acordo com a figura 12, assim queentão está formado como representado na figura 1, o eixo oco com sua regi-ão 4, e a região da endentação 3 prevista nesta em uma só junta, e o perfilexterno 6 de uma conexão de encaixe.

A fabricação da bucha 7, com o perfil externo 2, e com o perfilinterno 6, de uma conexão de encaixe, está representada nas figuras 13 aNo caso do passo de trabalho denominado como "serramento",é formada uma peça em bruto 30, de acordo com a figura 13.

No processo de trabalho "formação de copo", representado nafigura 14, é fabricado um componente em forma de copo 31, com uma regi-ão cilíndrica 32, e um fundo 33. No passo de processamento mostrado nafigura 14, fabrica-se também o perfil interno 5, da conexão de encaixe emforma de um polígono que transmite o torque, por meio do passo de proces-samento de extrusão a frio, mostrado na figura 14.

O perfil 5, se reconhece nitidamente na figura 15, que mostrauma vista da direção da seta XVI, da figura 14.

No processo de trabalho denominado como "perfuração", repre-sentado de acordo com a figura 16, se remove parcialmente o fundo 33 (figu-ra 15).

No passo de trabalho denominado como "torneamento 1", deacordo com a figura 17, torneia-se o diâmetro externo 34, do componenteem forma de bucha 7.

No passo de processamento de acordo com a figura 18, que es-tá denominado como "redução da endentação", o perfil externo 2, se produzpraticamente da mesma maneira como no passo de processamento de a-cordo com a figura 9, o perfil 3.

Também no caso daquele passo de processamento, no qual abucha 7, de acordo com a figura 19, é provida com o perfil de endentação 2,um mandril que corresponde ao perfil 5, é introduzido de maneira axial naperfilação 5, e um êmbolo em forma de anel 35, vai contra a superfície defrente 36 (figura 18), sendo que, por meio de extrusão a frio, material da re-gião de frente é forçado para dentro de uma matriz colocada em volta dodiâmetro externo cilíndrico 34, a qual tem a contraforma da perfilação 2, paradentro deste contraperfilação, e uma saliência 37 que se forma nesta ocasi-ão, é removida em uma processo de trabalho denominada como "tornea-mento 2", de acordo com a figura 19.

Antes e também depois da união dos componentes 4 e 7, a regi-"-ãoO87^Qe-po^e-seiVii7porexemplòmada por meio de torneamento, pode ser tornead uma ranhura 39, na regiãoextrema externa do perfil 3, assim como um chanfro 40 e um sangramento41, na extremidade da região cilíndrica 38.

Claims

1. Eixo oco, com perfilações melhores previstas em ambas assuas extremidades para a transmissão de torque, como perfis de eixo ranhu-rado, sendo que regiões do eixo que ficam entre estas apresentam diâme-tros menores que pelo menos uma das perfilações, caracterizado pelo fatode o eixo oco poder ser composto, ou ser composto, de dois componentes,dos quais um contém a seção do eixo oco e o perfil, assim como no lado doeixo afastado do perfil uma conexão de encaixe externa, que transmite otorque, e sendo que o outro componente é um componente em forma debucha com o segundo perfil e um perfil interno que transmite o torque deuma conexão de encaixe.

2. Eixo oco, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de a configuração da seção em forma de eixo oco, da perfilação e deum perfil da conexão de encaixe e/ou a configuração do outro componente,se realizarem por meio de extrusão a frio de um peça em bruto maciça.

3. Eixo oco, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizadopelo fato de entre o perfil interno e externo da conexão de encaixe ser pre-visto um encaixamento sob pressão.

4. Eixo oco, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a-3, no qual as perfilações previstas nas extremidades deste, apresentam di-âmetros diferentes, caracterizado pelo fato de no componente em forma debucha, ser prevista a perfilação com um diâmetro menor.

5. Processo para a fabricação de um eixo oco, como definido emqualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de uma se-ção de um eixo oco ser provida com uma perfilação que transmite o torque,configurada em uma de suas extremidades com diâmetro maior que o diâ-metro do eixo, como um perfil de eixo ranhurado, e com um perfil externo deuma conexão de encaixe que transmite torque, previsto na extremidade doeixo situada no lado oposto, para cuja fabricação são executadas pelo me-nos as etapas citadas a seguir:a) cortar ao comprimento uma peça em bruto de material, de umaterisydiffaâãSãb) uma primeira formação de copo, sendo que a fabricação deuma região oca em forma de copo se realiza com uma junta maciça atravésde extrusão a frio, e sendo quê a região do copo corresponde pelo menosaproximadamente ao diâmetro interno e externo da seção do perfil,c) uma segunda formação de copo, sendo que ocorre um pro-longamento da região oca da junta por meio de extrusão a frio,d) perfuração do fundo do copo,e) extrusão de tubo, sendo que ocorre o início da fabricação docorpo do eixo oco por meio de extrusão a frio,f) uma primeira redução do diâmetro e da espessura da parede,assim como um prolongamento da seção do eixo oco e a formação de umaregião de pescoço engrossada em relação ao diâmetro do eixo oco externo,adjacente à região prevista para a formação da perfilação, por meio de ex-trusão a frio,g) uma segunda redução pelo menos aproximadamente a partirda região em forma de pescoço, e um prolongamento da seção do eixo oco,por meio de extrusão a frio,h) prensagem final da região do perfil em forma da endentaçãoexterna, através da colocação de um mandril no contorno interno da regiãodo perfil com diâmetro igual, sendo que um êmbolo em forma de anel quecircunda o mandril, penetra na região de face da região extrema e nesta o-casião desloca material para a contraendentação de uma matriz colocadaem volta da região prevista para a formação da endentação, com formaçãode uma saliência axial, por meio de extrusão a frio,i) eventualmente simultaneamente com a etapa h), a produçãode um perfil externo da conexão de encaixe, na região afastada da região doperfil do eixo oco, por meio de extrusão a frio,j) torneamento da saliência.

6. Eixo oco, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelofato de realizar-se entre uns dos passos, de preferência, entre os passos b)e c), d) e e), e) e f), f) e g) assim como g) e h), um tratamento térmico, espe-cialmente um recozimento mole.

7. Processo para a fabricação de uma bucha com uma perfilaçãoexterna e um perfil interno de uma conexão de encaixe, especialmente paraum componente de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, ca-racterizado por pelo menos as seguintes etapas de fabricação:a) cortar ao comprimento uma peça em bruto de material, de ummaterial em barra,b) formação de copo e ao mesmo tempo formação do perfil in-terno da conexão de encaixe, de preferência para a medida final do perfil,por meio de extrusão a frio,c) perfuração do fundo,d) torneamento do diâmetro externo,e) fabricação do perfil externo por meio de extrusão a frio, sendoque um mandril com um perfil que corresponde ao perfil interno da conexãode encaixe é introduzido neste e um êmbolo em forma de anel que circundao mandril penetra na região de face que fica de maneira oposta em relaçãoao fundo perfurado, e com isso força material para dentro da contraendenta-ção de uma matriz, a qual foi colocada em volta da região prevista para aformação da endentação, com isso formação de uma saliência axial,f) torneamento da altura da bucha à medida final, com isso re-moção da saliência axial.

8. Processo para a fabricação de um eixo oco, especialmente deacordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por pelomenos dois dos passos indicados em seguida, antes ou depois do encaixeou da colocação sob pressão, respectivamente, da bucha sobre o eixo atra-vês da conexão de encaixe:a) torneamento de uma região dentro do perfil, configurado emuma só junta com o perfil do eixo,b) fabricação de uma ranhura na região extrema externa do per-fil,c) fabricação de um chanfro no início do contorno interno na re-gião do perfil,d) fabricação de um sangramento na região extrema do contornointerno cilíndrico, na região do perfil.

9. Eixo oco de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelofato de realizar-se entre uns dos passos, de preferência, entre os passos d)e e), um tratamento térmico, especialmente um recozimento mole.