BRPI0711431A2 - método e aparelho para processar uma pré-forma para um aro, e, aro - Google Patents

Abstract

MéTODO E APARELHO PARA PROCESSAR UMA PRé-FORMA PARA UM ARO, E, ARO. Um método para processar uma pré-forma para um aro, onde uma borda de aro de metal rudimentar em forma de anel (5) é presa em uma fenda (13) movendo-se ao longo da borda circunferencial da borda do ar (5), entre uma superficie externa perfilada (8) de um mandril (7) e uma superficie externa perfilada (11) de um rolo de perfilagem (9), onde a fenda (13) tem forma de cunha e onde um ângulo (a) inscrito pelas linhas centrais (6, 10 do mandril (7) e rolo de perfilagem (9) é reduzido, impelindo material da borda de aro rudimentarmente formada (5) para uma porção mais larga da fenda (13). A invenção refere-se também a um aparelho para processar uma pré- forma para um aro, e um aro.

Description

"MÉTODO E APARELHO PARA PROCESSAR UMA PRE-FORMA PARA UM ARO, E, ARO"

A invenção refere-se a processamento de uma pré-forma para um aro.

Na fabricação de aros, é conhecido processar um aro de metal em forma de anel rudimentarmente formado para uma configuração que corresponde mais aproximadamente a uma cama de aro pronta em relação à forma e espessura. Tal borda de aro rudimentar forma uma pré-forma para o aro, muitas vezes em conjunto com uma porão central formando a "estrela" do ar. Tal pré-forma pode, por exemplo, ser forjada, mas também pode ser fundida.

EP 680.794 refere-se a um aperfeiçoamento do processo de forjamento por rotação particularmente conhecido, onde é proposto fazer com que o mandril arranjado de modo inclinável coopere com um rolo de perfilagem arranjado rotativamente, em vez de, como convencional, com uma cama estacionária. Entre uma parte do rolo de perfilagem e o mandril arranjado de modo inclinável, uma fenda de fechamento é formada, na qual o material do aro é processado por fluência. Outra parte do rolo de perfilagem perfila uma porção inferior do aro para ser formada de uma maneira convencional por pressionamento.

As publicações JP 58/5.513, DE 464.772, JP 10/5.887 e WO 99/67.042 referem-se a operações CNC nas quais a informação de forma é, pelo menos parcialmente, armazenada em um programa de computador, e mandril e rolo, portanto, não determina o perfil básico de um aro.

A publicação US 2005/274.015 refere-se a um processo de fabricação para um aro, onde um mandril e um rolo cooperam. Aqui, a cooperação envolve uma operação de perfilagem, que faz parte de múltiplas etapas de pré-processamento e processamento fina para perfilar a forma básica do aro. A publicação DE 464.772 descreve um aparelho para dobrar material de placa com uma ferramenta de pressão.

Na PCT/US99/14.437, é descrito que a borda de aro rudimentarmente formada é estirada, afinada e perfilada sobre a superfície externa de um mandril, em uma assim chamada operação de fluxo-rotação com a ajuda de um disco de pressão transladando ao longo da superfície externa do mandril. Pela utilização de uma borda de aro rudimentarmente formada, o forjamento ou fundição de maiores volumes de material, por exemplo, aros com maiores diâmetros podem ser facilitados, enquanto as propriedades do material da cama de aro podem ser de alta qualidade devido à operação de fluxo-rotação.

Uma desvantagem do método conhecido é o fato de ser relativamente complexo, dispendioso e consumidor de tempo, e pelo fato de, por vezes, processamento final ser necessário. Em particular, o disco de pressão pode causar um padrão de espiral na cama do aro, que necessita ser nivelada em um processamento fina.

A invenção contempla uma alternativa, com a qual, enquanto mantendo as vantagens acima mencionadas, as desvantagens acima mencionadas podem ser eliminadas.

Para esta finalidade, a invenção prove um método para processar uma pré-forma para um aro, onde uma borda de aro de metal em forma de anel rudimentarmente formada é presa em uma fenda movendo-se ao longo da borda circunferencial da borda do aro, entre uma superfície externa perfilada de um mandril e uma superfície externa perfilada de um rolo de perfilagem, onde a fenda tem forma de cunha e onde um ângulo inscrito pelas linhas centrais do mandril e rolo de pressão é pequeno, impelindo material da borda de aro rudimentar para uma porção mais larga da fenda pelo pivotamento do rolo de perfilagem em relação ao mandril.

Pela recepção do material da borda de aro rudimentarmente formada desta maneira em um espaço de fechamento entre duas superfícies externas perfiladas, o estiramento, afinamento e perfilagem da cama de aro rudimentar podem ser efetuados rápida e simplesmente em uma etapa de processamento, enquanto a criação de um padrão em espiral pode ser evitada. Durante o estreitamento da fenda, a superfície de contato entre o material da borda de aro rudimentarmente formada e a superfície externa do rolo de pressão é aumentada. O mandril e o rolo, em conjunto, formam então o perfil básico da borda de aro a ser formada.

Reduzindo-se o ângulo, o material da cama de aro rudimentarmente formada é deslocado substancialmente na direção axial, em particular, em uma direção oposta à porção central da pré-forma.

Mantendo um ângulo positivo inscrito durante o processamento, obtém-se que a direção de fluxo do material seja uniforme.

Pressionando uma borda da superfície externa do rolo de perfilagem no material da cama de aro rudimentarmente formada durante uma primeira parte do processamento, durante a redução adicional do ângulo inscrito, o fluxo do material pode ser forçado para uma direção desejada. Em particular, pode ser evitado, desse modo, que, na pré-forma, entre a "estrela" e a cama de aro rudimentar, uma constrição precise ser formada, o que torna o forjamento ou fundição da pré-forma mais simples.

Preferivelmente, para esta finalidade, a distância entre o mandril e o rolo de perfilagem é reduzida pela translação do mandril e/ou rolo de perfilagem. De preferência, aqui, o rolo de perfilagem é transladado substancialmente transversalmente a sua linha centra na direção do mandril, de modo que a borda da superfície externa do rolo de perfilagem primeira e segunda penetrar no material da cama de aro rudimentar.

A invenção refere-se também a um aparelho para processar uma pré-forma para um aro, compreendendo um mandril com uma superfície externa perfilada arranjada rotativamente ao redor de uma linha central e um rolo de perfilagem com uma superfície externa perfilada arranjado rotativamente ao redor de uma linha central, enquanto, durante o uso, uma fenda pode ser feita entre as superfícies externas para receber uma borda de aro de metal rudimentarmente formada em forma de anel, enquanto a fenda tem uma forma de cunha e enquanto o rolo de perfilagem é arranjado pivotadamente em relação ao mandril, e enquanto, pelo ajuste do rolo de perfilagem em relação ao mandril, o ângulo inscrito pelas linhas centrais de mandril e rolo de perfilagem pode ser reduzido.

A invenção refere-se também a um aro formado com a ajuda do método e/ou aparelho acima mencionados.

Outros modos de realização vantajosos da invenção estão mostrados nas sub-reivindicações. A invenção será explicada com mais detalhe, com base no modo de realização exemplificativo não-limitativo da invenção, mostrado em um desenho.

No desenho, com referência as figs. 1-6, em vista de perfil lateral de seção transversal, um número de etapas sucessivas de processamento da pré-forma do aro é mostrado esquematicamente.

Nas figuras, as mesmas parte ou partes correspondentes são designadas pelos mesmos números de referência.

As figs. 1-6 mostram um aparelho 1 para processar uma pré- forma 2 para um aro.

A pré-forma 2 compreende uma porção central 4 formando a "estrela" do aro, e uma borda de aro rudimentarmente formada em forma de anel 5 se estendendo ao longo de sua circunferência externa.

Neste modo de realização exemplificativo, a pré-forma 2 é fabricada de metal leve, por exemplo, Al Si MG ou liga AA 6061. O aparelho 1 compreende um mandril 7 arranjado rotativamente em relação à linha centra 6. O mandril 7 tem uma superfície externa perfilada 8. O aparelho 1 compreende adicionalmente um rolo de perfilagem 9 arranjado rotativamente em relação à linha central 10. O rolo de perfilagem 9 é provido de uma superfície externa perfilada 11. A superfície externa 8, o mandril 7 e a superfície externa 11 do rolo de perfilagem formam, em conjunto, o perfil básico da borda de aro a ser formada.

Durante o processamento, a pré-forma 2 é pressionada sobre o mandril 7 com a ajuda de um pegador 12, e elevado do mandril 7 com o mesmo após o processamento.

O rolo de perfilagem 9 e o mandril 7 são, como será explicado em mais detalhe adiante, arranjados para serem ajustáveis entre si, de modo que entre as superfícies externas, uma fenda em forma de cunha 13 possa ser feita, na qual a borda de aro rudimentarmente formada 5 pode ser recebida.

Pelo ajuste do mandril 7 e o rolo de perfilagem 9 um em relação ao outro, o ângulo alfa inscrito pelas linhas centrais 6, 10 de mandril 7 e rolo de perfilagem 9 pode ser reduzido, de modo que a fenda 13 inscrita pelas superfícies externas 8 e 11, respectivamente, seja estreitada durante o processamento.

Neste modo de realização exemplificativo, o rolo de perfilagem 9 é arranjado para ser transladável transversalmente em relação a sua linha central 10, na direção da seta PI, de modo que uma borda 7 da superfície externa 11 possa ser pressionada para o material da borda de aro rudimentar 5 durante uma primeira parte do processamento.

Além disso, o rolo de perfilagem 9 é arranjado pivotadamente em relação ao mandril 7, de modo que, pela movimentação pivotada do rolo de perfilagem 9 na direção da seta P2 em relação ao mandril 7, o ângulo alfa inscrito pela linha central 10 do rolo de perfilagem e a linha central 6 do mandril pode ser reduzido. Desse modo, a fenda 13 inscrita entre as superfícies externas 8 e 11, respectivamente, pode ser estreitada. O ângulo alfa é agudo e, de preferência, tem um valor inicial menor do que cerca de 45° e um valor final de mais de 0o, em particular, de cerca de 30° - 5°, respectivamente.

Desse modo, a borda de aro de metal rudimentarmente formada em forma de anel 5 pode ser presa em uma fenda 10 movendo-se em resultado da rotação relativa ente mandril e rolo de perfilagem ao longo da borda circunferencial entre a superfície externa perfilada 8 do mandril 7 e a superfície externa perfilada 11 do rolo de perfilagem 9.

Aqui, a fenda 13 tem forma de cunha. Devido à redução do ângulo da fenda inscrito entre as superfícies externas 8 e 11, respectivamente, o material da borda de aro rudimentarmente formada 5 é impelido para a posição aberta, mais larga, 15 da fenda.

Pela redução do ângulo, o material é, então, movido substancialmente na direção axial, opostamente à "estrela" 4 da pré-forma 2. Durante o estreitamento da fenda 13, a superfície de contato do material da borda de aro rudimentar 5 e as superfícies externas 8, 11 é aumentada. Na posição final, a borda de aro rudimentar 5 é estirada, afinada e perfilada para uma cama de aro 16. Desse modo, em uma etapa de processamento, a partir de qualquer pré-forma rudimentar 2, um aro completo 5 é formado, raramente necessitando de processamento fina.

Durante o processamento, mais preferivelmente, um ângulo alfa positivo é mantido, de modo que durante todo o processamento, o material da borda de aro rudimentar 5 se mantém fluindo para a porção mais larga 15 da fenda.

A invenção não está limitada ao modo de realização exemplificativo mostrado aqui. Por exemplo, múltiplos rolos de pressionamento podem ser usados. Essas variantes serão prontamente aparentes a alguém experiente na técnica e devem ser entendidas como dentro do escopo da invenção como apresentado nas reivindicações a seguir.

Claims (10)

1. Método para processar uma pré-forma para um aro, caracterizado pelo fato da borda de aro de metal rudimentar em forma de anel ser presa em uma fenda movendo-se ao longo da borda circunferencial da borda de aro entre uma superfície externa perfilada de um mandril e uma superfície externa perfilada de um rolo de perfilagem, onde a fenda tem forma de cunha e onde um ângulo inscrito pelas linhas centrais do mandril e rolo de perfilagem é reduzido, impelindo material da borda de aro rudimentarmente formada para uma porção mais larga da fenda por movimentação pivotada do rolo de perfilagem em relação ao mandril.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de, durante o estreitamento da fenda, a superfície de contato entre o material da borda de aro rudimentarmente formada e a superfície externa do rolo de perfilagem ser aumentada.

3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de, durante o processamento, um ângulo inscrito positivo ser mantido.

4. Método de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de, durante a redução do ângulo inscrito, material da borda de aro rudimentar ser deslocado substancialmente na direção axialmente para o exterior em relação à borda de aro em forma de anel.

5. Método de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de, durante uma primeira parte do processamento, uma borda da superfície externa do rolo de perfilagem ser pressionada para o material da borda de aro rudimentar.

6. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de, na primeira parte do processamento, a distância entre o mandril e o rolo de perfilagem ser reduzida pela translação de mandril e/ou rolo de perfilagem um em relação ao outro.

7. Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de, durante a primeira parte do processamento, o rolo de perfilagem ser transladado substancialmente transversalmente a sua linha centra na direção do mandril.

8. Aparelho para processar uma pré-forma para um aro, caracterizado pelo fato de compreender um mandril com uma superfície externa perfilada arranjada rotativamente ao redor de uma linha central e um rolo de perfilagem com uma superfície externa perfilada arranjado rotativamente ao redor de uma linha central, enquanto, durante o uso, uma fenda pode ser feita entre as superfícies externas para receber uma borda de aro de metal rudimentarmente formada em forma de anel, onde a fenda tem uma forma de cunha e onde o rolo de perfilagem é arranjado pivotadamente em relação ao mandril, e onde, pelo ajuste do rolo de perfilagem em relação ao mandril, o ângulo inscrito pelas linhas centrais de mandril e rolo de perfilagem pode ser reduzido.

9. Aparelho de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato do rolo de perfilagem ser arranjado de modo a ser transladável substancialmente transversalmente em relação à linha central.

10. Aro, caracterizado pelo fato de ser fabricado com a ajuda de um aparelho e/ou método de acordo com uma das reivindicações precedentes.