PT940199E - Dispositivo para conformacao hidraulica de corpos metalicos ocos - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "DISPOSITIVO PARA CONFORMAÇÃO HIDRÁULICA DE CORPOS METÁLICOS OCOS" A presente invenção refere-se a um dispositivo para conformação hidráulica de corpos metálicos ocos com, uma ferramenta montada no quadro de uma prensa.

Para a conformação hidráulica de corpos metálicos ocos, em particular de peças de forma tubular, por aplicação de altas pressões no seu interior, conhece-se o processo de colocar o corpo oco numa ferramenta, constituída por duas partes, em primeiro lugar aberta, depois fechar a ferramenta e em seguida fixar, pelo menos numa das extremidades do corpo oco, um tampão de vedação por intermédio do qual se aplica no interior do corpo oco uma pressão elevada com o fim de lhe conferir uma forma de acordo com os contornos da ferramenta de conformação.

Para efectuar a conformação por meios hidráulicos de corpos metálicos ocos, em especial de componentes tubulares, por meio da aplicação de altas pressões no interior destes, é conhecida a técnica de colocar, primeiro, o corpo oco numa ferramenta de conformação, constituída por duas partes, uma superior e uma inferior, inicialmente aberta e, depois, fechar a ferramenta e em seguida fixar, pelo menos numa das extremidades do corpo oco, um tampão de vedação a fim de lhe conferir, por meio da ferramenta de conformação, uma forma de acordo com os contornos pré-definidos desta última. 1

Para este efeito, empregam-se principalmente prensas de manutenção do fecho, hidráulicas, com uma parte inferior, fixa e uma parte superior, móvel. A parte superior é fechada ou aberta por meio de cilindros hidráulicos. No que se refere ao comando, a prensa de manutenção do fecho está feita de modo a que, durante o processo e conformação por aplicação de pressão no interior da peça, o fecho da ferramenta de conformação se mantenha por um período de tempo prolongado. Qualquer que seja o curso de abertura, os cilindros têm que assegurar o percurso total. Daí resultam tempos de ciclo elevados. Como, também, a força de fecho, no processo de conformação por aplicação de alta pressão no interior da peça, é relativamente elevada, em consequência torna-se necessária consequentemente uma instalação hidráulica muito dispendiosa.

Além disso, há várias prensas de acordo com o estado actual da técnica em que se faz um travamento mecânico da ferramenta de conformação. Em consequência das forças em presença na conformação por meios hidráulicos e das correspondentes forças de reacção pode verificar-se um alongamento linear dos montantes da estrutura da prensa, o que tem como consequência que a ferramenta de conformação se abra. Isto tem como resultado que o corpo oco, durante a conformação, não se mantenha envolvido sem descontinuidades de forma no plano divisório entre a parte inferior e a parte superior da ferramenta, o que se repercute na qualidade do produto conformado. Em resultado disso torna-se necessário proceder a uma operação de reconformação posterior por meio da ferramenta, o que, no entanto, nas prensas conhecidas, não tem possibilidade de ser efectuada ou o será apenas mediante uma forma de construção dispendiosa. 2

Através da patente DE 196 07 257 AI ficou a ser conhecida uma prensa hidráulica para conformação de chapa de acordo com o estado actual da técnica, que inclui uma ferramenta superior que compreende um impelidor e uma mesa de prensa que incorpora um êmbolo mergulhante, em que o travamento do impelidor se faz por introdução de calços distanciadores.

No âmbito da patente JP-A-61290000 ficou a ser conhecida uma prensa com uma ferramenta de conformação instalada no quadro da prensa em que a ferramenta pode ser operada de uma posição da parte inferior, aberta, para uma posição fechada, de forma de forma guiada na vertical. Isto efectua-se por meio de um cilindro auxiliar que desloca a parte inferior para cima. Neste caso, a parte inferior encontra-se guiada em barras de guiamento. Logo que a parte inferior atinge a parte superior, as barras de guiamento ficam travadas imobilizadas por meio de dispositivos de travamento accionados hidraulicamente. Em seguida, a parte superior é descida por meio de um cilindro principal e desenrola-se o processo de conformação ou de corte.

Partindo do estado actual da técnica a presente invenção tem como objectivo proporcionar um dispositivo para conformação, por meios hidráulicos, de corpos metálicos ocos que, com o auxilio de meios simples, torne possível a realização de um processo um fecho rápido e preciso da ferramenta de conformação em que estejam implicados cursos de abertura significativamente grandes e um processo de conformação, por meios hidráulicos, mais económico.

Este objectivo é alcançado, dc acordo com a presente invenção, pela adopção das características enunciadas na reivindicação 1. 3

A ideia base da invenção é materializada por um dispositivo cuja parte inferior possa ser deslocada, guiada verticalmente, de uma posição aberta para uma posição fechada, podendo a parte inferior, quando se encontra na posição fechada, ficar imobilizada por meio de corpo de travamento e a parte superior, durante o processo de conformação, exercer pressão sobre a parte inferior, encontrando-se a parte superior apoiada no quadro da prensa por intermédio de uma almofada hidráulica. 0 corpo de travamento pode ser constituído por uma única peça ou por várias peças.

Para se colocar um corpo oco a conformar, a parte inferior está na posição aberta. Do mesmo modo, o corpo de travamento está também aberto. Depois da colocação do corpo oco, a ferramenta de conformação é fechada. Isto faz-se por intermédio de uma mesa móvel, deslocável por meio de um cilindro hidráulico. A parte inferior atinge à posição fechada de encontro à parte superior e fica aí imobilizada por efeito do corpo de travamento. Em seguida a parte superior é pressionada hidraulicamente contra a parte inferior. O curso percorrido é muito pequeno, nesta operação. No processo de conformação por aplicação de alta pressão no interior da peça efectuado a seguir, a ferramenta de conformação fica apertada entre o suporte mecânico do lado de baixo e o apoio hidráulico do lado de cima.

No caso de se verificar alongamento dos montantes laterais do quadro da prensa dá-se imediatamente um reassentamento automático da parte superior suportada hidraulicamente. Uma abertura ou um desvio de posicionamento da ferramenta de 4

conformação, torna-se assim impossível. Isto assegura uma conformação precisa. O dispositivo de acordo com a presente invenção destaca-se, ainda, pelos curtos tempos de ciclo. O cilindro de curso da parte inferior não tem que exercer qualquer esforço de conformação ou de deformação. Os cilindros de fecho da parte superior proporcionam um apoio hidráulico e têm que, no caso de um alongamento do quadro da prensa, apenas, que assegurar um reassentamento. A instalação hidráulica pode, assim, em conformidade, ser de construção fácil e pouco dispendiosa. A parte superior fica apoiada no quadro da prensa por intermédio de uma almofada hidráulica e compreende, pelo menos, uma unidade êmbolo/cilindro actuante (reivindicação 2) . Na prática, recomenda-se a utilização de duas unidades êmbolo/cilindro. Para posicionamento do corpo de travamento na sua posição de imobilização, de acordo com a reivindicação 3, este é pivotável. A alternativa de acordo com a reivindicação 4 prevê que o corpo de travamento seja deslocado por translação para a sua posição de imobilização. A invenção será a seguir explicada em pormenor através da descrição de exemplos de formas de realização feitas em correlação com desenhos esquemáticos. Estes mostram: a Fig. 1, uma vista em perspectiva de uma primeira forma de realização de um dispositivo de acordo com a invenção; a Fig. 2, igualmente, uma vista em perspectiva de uma segunda forma de realização do dispositivo de acordo com a invenção e a Fig. 3, um pormenor parcialmente em corte vertical de um quadro de uma prensa onde está representada uma almofada hidráulica. 5

Nas Figs. 1 e 2, os mesmos componentes estão assinalados com as mesmas referências numéricas. A Fig. 1 mostra um dispositivo para conformação hidráulica de corpos metálicos ocos. 0 dispositivo compreende um guadro de prensa 2 fixo sobre vigas 1 assentes no chão. 0 guadro da prensa 2 é constituído por uma placa dianteira 3 e uma placa traseira 4 ligadas uma à outra, estando inseridas entre elas uma travessa superior 5 e uma travessa inferior 6.

No quadro da prensa 2 está disposta uma ferramenta de conformação 7 feita em duas partes, uma parte superior 9 e uma parte inferior 8. A parte inferior 8 pode ser deslocada da posição aberta para posição fechada, guiada verticalmente. Na Fig. 1 está representada a posição fechada. A mudança de posição da parte inferior 8 faz-se por meio da mesa móvel 10 que, por meio de um cilindro elevador 11, hidráulico, se pode deslocar para cima e para baixo. Com a referência 12 está assinalada uma barra de guiamento para a mesa móvel 10. A parte superior 9 está apoiada, directamente no quadro da prensa 2. Para este efeito, a parte superior 9 está fixada a uma almofada hidráulica 13. A almofada hidráulica 13 é constituída por duas unidades êmbolo/cilindro hidráulico 14, 15 representados aqui apenas de forma esquemática. Estas unidades têm os cilindros fixados na parte superior 9 e os êmbolos fixados na travessa superior 5. A parte inferior dos cilindros está formada como uma placa de fixação.

Depois de colocado um corpo oco a conformar, a parte inferior 8 passa da posição aberta para a posição fechada, por 6

elevação da mesa móvel 10. A almofada hidráulica 13, entretanto, não se encontra sob pressão.

Depois de atingida a posição de fecho, a parte inferior 8 fica imobilizada por meio de um corpo de travamento 16. O corpo de travamento é constituído por uma unidade que compreende dois blocos de travamento 17 e 18, qualquer deles ligado a um braço de alavanca 19, 20, que por acção de cilindros hidráulicos 21, 22 os faz girar em torno de eixos de rotação 23, 24.

Na representação da Fig. 1, o bloco de travamento 17 que, no plano da figura se encontra à esquerda, está na posição de travamento, por baixo da mesa móvel 10, enquanto o bloco de travamento 18 do lado direito está representado na posição aberta.

Depois de a ferramenta 7 estar fechada, a almofada hidráulica 13 é posta sob pressão. Deste modo a parte superior 9 é apertada contra a parte inferior 8 que se encontra já travada mecanicamente. O curso efectuado pela parte superior é, assim, pequeno. Segue-se, então, o processo de conformação por aplicação de alta pressão no interior da peça. Durante a conformação a almofada hidráulica 13 é mantida sob pressão de modo que se dá uma compensação automática da posição da parte superior 9, resultante de um possível alongamento dos montantes laterais 25 do quadro da prensa 2. Deste modo evita-se a formação de uma fenda ou de uma incorrecçâo do posicionamento da ferramenta 7.

Depois de terminado o processo de conformação por aplicação de alta pressão no interior da peça, abre-se a ferramenta de conformação 7. Para este efeito o corpo de 7 Λ

ΧΛ-s' travamento 16, por rotação dos blocos de travamento 17, 18, permite que o curso de descida se efectue. Simultaneamente, a pressão na almofada hidráulica 13 é eliminada. A mesa móvel 10 e a parte inferior 8 descem, após o que o produto conformado é retirado e levado para a operação de fabricação seguinte. O dispositivo representado na Fig. 2 corresponde a uma construção basicamente idêntica à do dispositivo representado na Fig. 1. A diferença em relação à forma de realização anteriormente descrita está no facto de se encontrar previsto um corpo de travamento com movimento de translação, ou seja que a deslocação se faz linearmente. 0 corpo de travamento 27 compreende um bloco de travamento 28, feito numa peça única com aberturas 29 para passagem das hastes de êmbolo dos cilindros de elevação 11 ou das barras de guiamento 12 (veja-se a Fig. 1) .

Depois de a parte inferior 8, em conjunto com a mesa móvel 10, atingirem a posição de fecho, o corpo de travamento 27 passa para a sua posição de travamento, com o auxilio de cilindros hidráulicos 30 que actuam sobre braços/batentes 31, 32 previstos no bloco de travamento 28, fazendo deslizar o bloco de travamento ao longo de uma pista de guiamento 33 situada por baixo da mesa móvel 10. Deste modo a parte inferior 8 fica imobilizada e mecanicamente apoiada. O suporte hidráulico da parte superior 9 e o processo de conformação são idênticos aos que foram descritos em correlação com a Fig.l.

Em correlação com a Fig. 3, explicar-se-á em pormenor a constituição da almofada hidráulica 34. A almofada hidráulica 34 compreende uma unidade de êmbolo-cilindro 35 com dois êmbolos 36, 36' e um cilindro único 37 8 comum aos dois êmbolos. Os êmbolos 36, 36' e o cilindro 37 estão guiados por colunas 38, 38'. 0 cilindro 37 está fixado na parte superior 39 de uma ferramenta enquanto os êmbolos 36, 36'estão encostados à travessa superior 40 do quadro da prensa. Do lado de cima da travessa 40 pendem colunas 38, 38' que ficam suportadas por peças de apoio 41, 41' . Nas exLremidades das colunas 38, 38' estão previstos limitadores de curso 42, 42' .

Entre os êmbolos 36, 36' e os espaços cilíndricos 43, 43' do cilindro 37 encontra-se um fluido hidráulico 44. Os espaços cilíndricos 43, 43' estão situados acima de um furo 45 que faz a comunicação entre aqueles.

Deste modo, fica assegurado o equilíbrio de pressões. Pela referência 46 assinala-se a ligação a uma válvula de comando. O curso da almofada hidráulica 34 está assinalado pela seta H.

Durante a conformação, a almofada hidráulica 34 está sob pressão. No caso de se verificar uma eventual dilatação linear dos montantes laterais, não representados nesta figura, a almofada hidráulica 34 assegura uma descida automática da parte superior 39. Em consequência, evita-se, assim, que se verifique uma fenda entre as duas partes da ferramenta ou um mau posicionamento da ferramenta. 9

Lista de referências 1 - Vigas de assentamento no solo 2 - Quadro da prensa 3 - Placa dianteira do quadro 4 - Placa traseira do quadro 5 - Travessa superior 6 - Travessa inferior 7 - Ferramenta de conformação 8 - Parte inferior de 7 9 - Parte superior de 7 10 - Mesa móvel 11 - Cilindro de elevação 12 - Barras de guiamento 13 - Almofada hidráulica 14 - Unidade êmbolo/cilindro 15 - Unidade êmbolo/cilindro 16 - Corpo de travamento 17 - Bloco de travamento 18 - Bloco de travamento 19 - Braço de alavanca 20 - Braço de alavanca 21 - Cilindro hidráulico 22 - Cilindro hidráulico 23 - Apoio de rotação 24 - Apoio de rotação 25 - Montante lateral 26 - Montante lateral 27 - Corpo de travamento 28 - Bloco de travamento 29 - Abertura 30 - Cilindro hidráulico 31 - Braço/batente 32 - Braço/batente 10 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46

Pista de guiamento Almofada hidráulica Unidade êmbolo/cilindro Êmbolo 36' - Êmbolo Cilindro Coluna 38' - Coluna Peça superior Viga transversal Peça de apoio 41' - Peça de apoio Limitador de curso 42' - Limitador de curso Espaço cilíndrico 43' - Espaço cilíndrico Fluido hidráulico Furo de comunicação Ligação H - Curso

Lisboa, 19 de Dezembro de 2001.

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Claims (1)

1. REIVINDICAÇÕES Dispositivo para a conformação de corpos metálicos ocos por aplicação de uma pressão elevada no interior dos mesmos que apresenta uma ferramenta de conformação (7) montada no quadro (2) de uma prensa, com uma parte inferior (8) que se pode deslocar, guiada verticalmente, entre uma posição aberta e uma posição fechada e uma parte superior (9, 39), apoiada de modo a poder movimentar-se, em que a parte inferior (8) , na posição fechada, pode ser imobilizada por meio de um corpo de travamento (16, 27) e a parte superior (9, 39) pode ser pressionada, por meios hidráulicos, contra a parte inferior (8) e em que a parte superior (9, 39) fica apoiada no quadro (2) da prensa por intermédio de uma almofada hidráulica (13, 34). Dispositivo de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por a almofada hidráulica (13,34) compreender, pelo menos, uma unidade êmbolo/cilindro (14, 15, 35) . Dispositivo de acordo com as reivindicações 1 ou 2 caracterizado por o corpo de travamento (16) ser pivotante. Dispositivo de acordo com as reivindicações 1 ou 2 caracterizado por o corpo de travamento (27) ser deslocável segundo um movimento de translação. Lisboa, 19 de Dezembro de 2001.

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