BRPI1102635A2 - dispositivo de carrregamento para um ampliador de bucha para peças em bruto de bucha perfurada fabricadas de aço, por exemplo, e método para forjar peças em bruto de bucha perfurada - Google Patents

Abstract

DISPOSITIVO DE CARREGAMENTO PARA UM AMPLIADOR DE BUCHA PARA PEçAS EM BRUTO DE BUCHA PERFURADA FABRICADAS DE AçO, POR EXEMPLO, E MéTODO PARA FORJAR PEçAS EM BRUTO DE BUCHA PERFURADA. A presente invenção refere-se a um dispositivo de carregamento para um ampliador de bucha para peças em bruto de bucha perfurada, possuindo um peso de carregamento, no estado quente, de várias centenas de toneladas, por exemplo, 200 até 800 toneladas, de preferência 200 até 600 toneladas, e com um método para forjar peças em bruto de bucha perfurada.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSITIVO DE CARREGAMENTO PARA UM AMPLIADOR DE BUCHA PARA PEÇAS EM BRUTO DE BUCHA PERFURADA FABRICADAS DE AÇO, POR E- XEMPLO, E MÉTODO PARA FORJAR PEÇAS EM BRUTO DE BUCHA PERFURADA".

Descrição

Tipo Genérico

A presente invenção refere-se a um dispositivo de carregamento para um ampliador de bucha para peças em bruto de bucha perfurada.

A invenção adicionalmente se refere a um método para forjar peças em bruto de bucha perfurada.

Técnica Anterior

A WO 2009/146715 A1 descreve um ampliador de bucha no qual uma peça em bruto de bucha perfurada pode ser deslizada sobre um mandril de forja, o qual pode ser internamente resfriado por um refrigerante, pode ser montado sobre roletes de suporte e, seguindo a rotação intermitente da peça em bruto de bucha ao redor de seu eixo geométrico longitudinal, pode ser deformado em seu lado exterior, em partes, por pelo menos uma ferra- menta de formação lateralmente disposta, a qual pode ser acionada de for- ma intermitente por meio motorizado, por exemplo, hidraulicamente, a dita peça em bruto de bucha sendo suportada internamente no mandril de forja. Com o ampliador de bucha anteriormente conhecido, peças em bruto de bu- cha possuindo pesos unitários de várias centenas de toneladas, por exem- plo, entre 200 e 600 toneladas, de preferência, ao redor de 400 toneladas, um diâmetro de 3.000 até 10.000 mm, de preferência, 8000 mm, e alturas gerais de um até nove metros, de preferência, três até seis metros de altura geral, são aptas para serem usinadas e forjadas no lado externo por molda- gem parcial. A peça em bruto de bucha sobre o mandril de formação de flange é aqui montada sobre roletes de suporte por meio de um guindaste.

Seguindo ao fechamento da placa, a forja parcial é então começada. Após cada curso, roletes de centralização empurram a peça em bruto de bucha de certa forma para longe do mandril de formação de flange e adicionalmente giram a peça em bruto de bucha uma pequena medida angular em seu eixo geométrico longitudinal, antes do próximo curso de forja ser executado. O mandril é girado pelo mesmo ângulo. Para este fim, sistemas de medição a laser movem os roletes de centralização para a posição de trabalho correta.

A alternância cíclica no curso da forja e, assim, a forja parcial, deve ser reali- zada em velocidade muito elevada, por exemplo, entre 30 e 90 cursos, de preferência entre 40 e 60 cursos por minuto. Peças em bruto cônicas tam- bém podem ser ampliadas em buchas cilíndricas, enquanto a altura da bu- cha também pode ser aumentada. Também é conhecido utilizar fresadoras de laminação de anel.

Os custos de investimento para estes são muito altos. No caso de números relativamente pequenos, o investimento em tais fresadoras de laminação de anel freqüentemente não se paga. A bucha não pode ser alongada. No in- terior, no meio, a estrutura é inaceitável. A DE 31 26 120 A1 descreve um manipulador do tipo mesa gira-

tória em prensas de forja de anel possuindo uma prensa de forja horizontal com o mandril de forja, para uso na produção de anéis ou buchas. Nenhu- ma informação adicional é fornecida sobre a própria prensa.

A EP 0 524 815 A apresenta um dispositivo que pode ser inseri- do em uma prensa vertical. A energia hidráulica é redirecionada para os cilindros horizontais do dispositivo de modo a então expandir a bucha.

A DE 24 20 921 A1 não é adequada para a forja parcial de modo a influenciar o grau de forja da estrutura, remediar conicidades e o perfil da bucha.

A DE 24 34 587 A1 descreve uma máquina para expandir peças

em bruto anulares forjadas. Objetivo

O objetivo da invenção é proporcionar um dispositivo de carre- gamento para um ampliador de bucha, o qual permite posicionamento muito preciso da respectiva peça em bruto de bucha perfurada e assim, a formata- ção/forja precisa e flexível da peça em bruto de bucha.

Um objetivo adicional da invenção é proporcionar um método pa- ra forjar peças em bruto de bucha extremamente grandes e pesadas. Alcance do objetivo com respeito ao dispositivo de carregamento Algumas Vantagens

Um dispositivo de carregamento de acordo com a invenção pode ser operado independentemente do ampliador de bucha ou da prensa de forja real e, assim, de uma maneira flexível. O dispositivo de carregamento absorve o peso da peça em bruto de bucha, transporta a mesma para a prensa de forja, e para fora da mesma, e também possui pedestais de man- cai possuindo, de preferência, três meios de suporte mutuamente espaçados que são verticalmente móveis em um movimento de vai e vêm em direções opostas e podem ser girados, em ambos os casos, respectivamente, pelo meio motorizado. O movimento, e assim a atuação destes meios de suporte é incorporado em um sistema CNC, bem como todos os acionamentos da ferramenta ou ferramentas de formação e do dispositivo de carregamento, de modo que o trabalho programado, muito preciso, é possível. Como resul- tado dos de preferência três meios de suporte mutuamente espaçados, um ajuste muito preciso da peça em bruto de bucha, onde necessário após cada curso de forja, pode ser obtido pelo sistema CNC, de modo que a forja preci- sa com tolerâncias estreitas é possível com maior precisão na direção perifé- rica e/ou na direção do eixo geométrico longitudinal do curso de forja.

Muito do mesmo também se aplica para a abordagem de acordo com a invenção, em que o meio de suporte constitui cilindros e pistões de uma unidade de pistão-cilindro, os quais podem ser acionados por um meio de pressão, em particular, por um meio de pressão hidráulica, e os quais são móveis independentemente um do outro em um movimento de vai e vêm, onde necessário, entretanto, também simultaneamente em sincronização, de uma maneira controlada pelo CNC.

É particularmente vantajoso se, na solução básica como também descrita na invenção, o meio de suporte e os seus acionamentos motoriza- dos possam ser acionados de uma maneira rotacionalmente móvel. A peça em bruto de bucha desse modo está apta a ser girada pelo meio de suporte por uma medida angular específica em sua direção periférica. O meio de suporte pode então ser abaixado, de modo que a peça em bruto de bucha se apoia sobre as projeções de mancai apropriadas, paredes ou coisas pareci- das. O meio de suporte pode então ser girado para trás certa quantidade angular e são então estendidos para elevar a peça em bruto de bucha, de modo que, após a próxima operação de forja, a peça em bruto de bucha, onde necessário, pode mais uma vez, novamente, ser adicionalmente girada por certa medida angular, e assim por diante.

A invenção descreve acionamentos excêntricos para o meio de suporte, baseados basicamente no mesmo processo de solução.

Concretizações Adicionais da Invenção

O dispositivo de carregamento, de acordo com a invenção, per- mite um alinhamento estável e ainda preciso da peça em bruto de bucha.

Na concretização de acordo com a invenção, paredes de suporte do tipo tira e paralelamente dispostas são proporcionadas em ambos os Ia- dos de um dos meios de suporte de movimento de vai e vêm, enquanto dois pedestais de mancai adicionais dispostos em pontos de canto de um triângu- lo são dispostos próximos das paredes de suporte em formato de tira. Estas paredes de suporte servem para receber a peça em bruto de bucha após os meios de suporte terem sido abaixados, por exemplo, de modo a girarem para trás os meios de suporte certa medida angular.

É particularmente vantajoso se, de acordo com a invenção, a pe- riferia da peça em bruto de bucha for inspecionada por pelo menos dois dis- positivos de medição de modo a alinhar a peça em bruto de bucha de forma precisa com os meios de suporte, em particular, para precisamente determi- nar a sua posição vertical, para permitir uma forja de forma ideal precisa ser realizada da maneira desejada. Os valores de medição são eletricamente incorporados como sinais em um sistema CNC e os acionadores dos meios de suporte são, de forma correspondente, atuados. Entretanto, os valores de medição também podem ser utilizados para atuar a ferramenta ou ferra- mentas de forja de modo que, por exemplo, regiões de parede com diferen- tes espessuras sejam deformadas com freqüência correspondentemente maior ou com energia correspondentemente maior. Em adição, uma concretização de acordo com a invenção é par- ticularmente vantajosa. O dispositivo de carregamento aqui é configurado como um vagonete e anda sobre rodas ou roletes, os quais podem ser dis- postos de modo que eles possam ser transportados de uma maneira guiada de forma forçada, em particular, sobre trilhos. Isto permite que as peças em bruto de bucha sejam, de forma correspondente, facilmente direcionadas para o dispositivo de forja, mas também removidas deste novamente de mo- do a serem alimentadas, por exemplo, para uma fornalha, na qual, após cer- to tempo de forja, elas são adicionalmente aquecidas.

De acordo com a invenção, os dispositivos de medição a laser são dispostos espalhados por um ângulo agudo, de preferência por um ân- gulo de 90 graus, através da periferia da peça em bruto de bucha e os valo- res de medição gravados na direção vertical na peça em bruto de bucha, valores de medição estes que são retransmitidos para o sistema CNC. Isto permite o alinhamento vertical preciso da peça em bruto de bucha com os meios de suporte.

Na concretização de acordo com a invenção, o mandril de forja, por meio de um guindaste, é inserido dentro do furo perfurado da peça em bruto de bucha, e também retirado novamente a partir do mesmo e transpor- tado para longe. No processo de inserção, o mandril de forja é colocado por meio de cilindros de introdução hidráulicos para baixo sobre um mancai e centralizado.

De forma vantajosa, os pontos centrais dos meios de suporte se situam nos pontos de canto de um triângulo isósceles, enquanto os pontos centrais dos cilindros de levantamento dos meios de suporte, na concretiza- ção de acordo com invenção, são dispostos nos pontos de canto de um tri- ângulo equilátero.

Em adição, é particularmente vantajoso que, na concretização de acordo com a invenção, os cilindros de levantamento dos meios de su- porte sejam controlados de um modo tal pelo sistema CNC que eles ajustem sua posição horizontal pelo meio motorizado de acordo com o aumento no diâmetro da peça em bruto de bucha, de modo que a peça em bruto de bu- cha fique sempre suportada de forma segura e confiável e mantenha a sua exata posição vertical.

De acordo com a invenção, os dispositivos de suporte, em parti- cular, três dispositivos de suporte, operam com as suas superfícies de su- porte ou pontos de suporte como um sistema de viga de deslocamento de translação nos quais o curso pode ser pré-selecionado em uma base conti- nuamente variável via o sistema CNC. Os sinais correspondentes podem ser arquivados no software do sistema CNC.

Em adição, é particularmente vantajoso que, de acordo com a invenção, as superfícies de suporte ou pontos de suporte dos meios de su- porte sejam livremente móveis na direção horizontal, de modo a automati- camente retornar a peça em bruto de bucha para a posição correta após ca- da curso de forja. A atuação dos acionadores dos meios de suporte, que é necessária para este propósito, pode ser executada pelo sistema CNC. Na concretização de acordo com a invenção, a posição da face

de extremidade da peça em bruto de forja é registrada pela nivelação de ali- nhamento dos cilindros de levantamento. Alcance do Objetivo com Respeito ao Método

O método de acordo com a invenção permite uma forja muito precisa e eficiente de peças em bruto de bucha perfurada, em particular, a redução dos tempos de configuração e de tempos ociosos na operação de carregamento.

Concretizações Adicionais da Invenção

As características e efeitos vantajosos da invenção surgem a partir da descrição seguinte do desenho, no qual a invenção é ilustrada - parcialmente esquematicamente - a título de exemplo, em que: a figura 1 apresenta um ampliador de bucha de acordo com a invenção em vista em perspectiva em um ângulo de visão agudo;

a figura 2 apresenta o ampliador visível a partir da figura 1 a partir de outro ângulo de visão;

a figura 3, da mesma forma, apresenta o ampliador visível a partir das figu- ras 1 e 2, novamente a partir de outro ângulo de visão; a figura 4 apresenta um dispositivo de carregamento, com uma peça em bru- to de bucha disposta no mesmo, com o mandril de forja e o meio de controle CNC, em representação em perspectiva;

a figura 5 apresenta um dispositivo de carregamento sem o mandril de forja e sem a peça em bruto de bucha, em representação em perspectiva; a figura 6 apresenta uma vista de cima da figura 5;

a figura 7 apresenta o dispositivo de carregamento a partir da figura 4, parci- almente em vista lateral, parcialmente em seção longitudinal;

a figura 8 apresenta o dispositivo de carregamento com o mandril de forja e partes do ampliador, parcialmente em seção;

a figura 9 apresenta um detalhe a partir de um dispositivo de carregamento, parcialmente em seção, e

a figura 10 apresenta uma vista de cima parcial para a figura 9.

No desenho, a invenção é representada aplicada para um am- pliador de bucha, configurado como uma prensa de forja, recebendo o sím- bolo de referência 1.

Por meio de um dispositivo de carga do tipo vagonete, denotado em sua totalidade pelo símbolo de referência 2, o ampliador de bucha 1 po- de ser alimentado com uma peça em bruto de bucha 3, a qual, entretanto, também pode ser transportada de volta para fora do ampliador de bucha 1.

A peça em bruto de bucha 3 pode consistir em aço, por exemplo, e é alimentada para o ampliador de bucha 1 em uma temperatura de forja de acima de 1200°C, no caso de aço, e permanecer no ampliador de bucha 1 durante certo período, por exemplo, de uma até duas horas, e então ser re- tornada pelo dispositivo de carregamento 2 para uma fornalha, por exemplo, onde ela é reaquecida até a temperatura de forja. Outras peças em bruto de bucha 3 podem neste meio tempo ser aquecidas em outras fornalhas, peças em bruto de bucha estas que são alternadamente alimentadas por meio de dispositivos de carregamento do tipo vagonete 2 para o mesmo ampliador de bucha 1 ou para vários ou uma multiplicidade de ampliadores de bucha 1, os quais são dispostos lado a lado ou um atrás do outro na mesma construção ou em outras construções. Não apenas um, mas também vários dispositivos de carrega- mento do tipo vagonete 2 podem, portanto, ser proporcionados para um e para o mesmo ampliador de bucha 1 ou para vários ampliadores de bucha 1 (não representados).

Na concretização representada, a peça em bruto de bucha 3 é configurada de modo que ela é cilindricamente ou conicamente deslocada ou perfilada no interior e no exterior e, assim, no interior possui um furo per- furado penetrante 4 (apresentado na representação idealizada no desenho), o qual também pode desviar mais ou menos intensamente da forma cilíndri- ca no estágio inicial e dentro do qual um mandril de forja 5 pode ser inserido a partir de cima por meio de um guindaste ou de outro manipulador (não re- presentado), mandril de forja este que na parte de cima e na parte de baixo é travado no local e mantido em disposição centralizada por mancais apro- priados 6 e 7 ou placas. O mandril de forja 5 possui um canal longitudinal 8 passando através do mesmo, através do qual o refrigerante, em particular, água refrigerante, é transportado por uma bomba (não representada).

Por 9 é representado um bloco de matriz, o qual, por meio de a- cionadores adequados, por exemplo, hidraulicamente operados, 10 e 11, é acionado na direção X, Y, isto é, sobre a periferia da peça em bruto de bu- cha 3 e de forma correspondente deforma a última. No desenho, somente uma ferramenta de forja ou ferramenta de formação, configurada como um bloco de matriz 9, é representada. Entretanto, várias ferramentas de forja 9 também podem ser dispostas uma acima da outra e/ou lado a lado na dire- ção periférica da peça em bruto de bucha 3, ferramentas de forja estas que são acionadas juntamente ou de forma alternada em uma base intermitente pelos acionadores 10 e 11, e de forma apropriada deformam e forjam a peça em bruto de bucha 3 de forma correspondente. Tanto a peça em bruto de bucha 3 como, de preferência, o mandril de forja 5, são dispostos de modo que eles podem ser girados, onde necessário, ao redor de seu eixo geomé- tricô longitudinal e também podem ser deslocados na direção X ou Y e tra- vados no local no eixo geométrico longitudinal.

Os acionadores 10 e 11 podem ser configurados como aciona- dores hidráulicos, os quais podem ser acionados alternadamente em ambos os lados, de uma maneira controlada, por um meio de pressão adequado, em particular por um meio de pressão hidráulica.

Um quadro ou uma base para o ampliador de bucha configurado como uma prensa de forja é denotado por 12, quadro ou base esta que se apoia de forma firme em uma base adicional adequada, por exemplo, fabri- cada de concreto Swing, concreto ou similar (não representada).

O dispositivo de carregamento do tipo vagonete 2 possui várias ou uma multiplicidade de rodas ou roletes 13, dos quais, em ambos os lados do dispositivo de carregamento, vários conjuntos de rodas são dispostos em uma distância separada com seus eixos de rodas um atrás do outro na dire- ção X ou Y, de modo que o dispositivo de carregamento do tipo vagonete 2 pode transportar e carregar peças em bruto de bucha grandes, por exemplo, de 200 até 800 toneladas, de preferência, de 200 até 600 toneladas de peso inicial, no estado aquecido para a temperatura de forja. Os conjuntos de rodas ou rodas 13 podem ser dispostos de uma maneira guiada de forma forçada (não representada) em trilhos, os quais são colocados no piso da construção da fábrica (da mesma forma não representado) ou nas vigas.

Como pode ser visto a partir do desenho, em particular a partir das figuras 4, 5, 6, bem como 7 e 8, o dispositivo de carregamento em for- mato de vagonete 2 consiste em um chassi do tipo quadro 14, junto ao qual, simetricamente ao seu eixo geométrico longitudinal 15 direcionado na dire- ção X ou Y, são designadas paredes de suporte passando paralelas 16 e 17 configuradas como um suporte de peça de trabalho, paredes de suporte es- tas que terminam com a face de extremidade voltada para o exterior 18 do dispositivo de carregamento do tipo vagonete 2 e podem ser alinhadas com o último.

Estas paredes de suporte 16 e 17 são unidas pelas paredes de suporte deslocadas 21 e 22, as quais são da mesma forma configuradas como suportes de peça de trabalho e cujas superfícies voltadas para cima da mesma forma se situam em um mesmo plano horizontal, os eixos geomé- tricos longitudinais 19, 20 destas paredes de suporte 21 e 22 respectivamen- te, formando um ângulo agudo α e β com o eixo geométrico longitudinal 15 do dispositivo de carregamento do tipo vagonete 2. As faces de extremidade voltadas para cima das paredes de suporte 21 e 22 configuradas como uma estrutura de suporte se situam no mesmo plano horizontal e podem ser dis- postas no mesmo plano horizontal que as faces de extremidade superiores das paredes de suporte 16 e 17.

Disposto entre as paredes de suporte 16 e 17, servindo como um suporte de peça de trabalho, está um guia de trilho 23, 24, o qual serve para a orientação longitudinal e que pode ser forçada de um dispositivo de suporte 25, o qual é disposto de modo que ele possa ser deslocado por um acionamento motorizado 26 na direção do eixo geométrico longitudinal 15 do dispositivo de carregamento em formato de vagonete 2 e travado no local. Este acionamento motorizado 26 no presente caso é configurado como um cilindro linear e de posicionamento de peça de trabalho e consiste em uma unidade de pistão-cilindro, cujo pistão pode ser atuado alternadamente em ambos os lados, de uma maneira controlada, por um meio de pressão ade- quado, por exemplo, hidraulicamente, a partir de uma fonte hidráulica (não representada).

Para o meio de suporte 25 da mesma forma é designada uma unidade de pistão-cilindro, a qual é verticalmente móvel em um movimento de vai e vêm, por conseqüência, nas direções opostas, e pode também ser travado no local na respectiva posição de curso desejada. Esta unidade de pistão-cilindro é da mesma forma atuada alternadamente em ambos os la- dos por um meio de pressão adequado, em particular, por meio de fluido hidráulico. O meio de pressão é liberado a partir de uma fonte de meio de pressão (também não representada), por exemplo, por um conjunto de bom- bas (da mesma forma, não representado). A energia é fornecida via trans- portadores por cabo de força (não representados).

Em adição, o meio de suporte 25 é proporcionado com um acio- nador rotativo ou pivô motorizado 27, o qual é conectado com uma corrediça rotativa e de recepção 28 e, no caso de uma unidade de acionamento 29, é acoplado de forma articulada por uma junta dobradiça 30 com uma alavanca de excêntrico 31.

Em 32 é proporcionado um acionamento motorizado para o dis- positivo de carregamento em formato de vagonete 2, acionamentos motori- zado este que no presente caso da mesma forma é configurado como uma unidade de pistão-cilindro, cujo pistão pode ser atuado alternadamente em ambos os lados pelo meio de pressão adequado, especialmente, por pres- são hidráulica, a partir de uma fonte adequada de meio de pressão, de modo a transportar o dispositivo de carregamento 2 na direção X ou Y e também travar o mesmo no local na respectiva posição desejada.

Em vez de uma unidade de pistão-cilindro para o acionamento motorizado 32, outros acionamentos motorizados adequados, por exemplo, um motor linear adequado, um acionamento por fuso ou similar também po- dem ser considerados.

Como pode ser visto claramente particularmente a partir da figu- ra 5, entre as partes do quadro do chassi do tipo quadro 14 e as paredes de suporte 21 e 22, simetricamente em ambos os lados do eixo geométrico lon- gitudinal 15, está respectivamente disposto um meio de suporte adicional 33 e 34, o qual é configurado, por exemplo, de forma idêntica ao meio de supor- te 25. Para cada um destes meios de suporte 33 e 34, da mesma forma que para os meios de suporte 25, é respectivamente designado um acionamento motorizado 35 e 36, os quais, no presente caso, são igualmente configura- dos como uma unidade de pistão-cilindro, os quais, da mesma forma que o acionador rotativo e pivô 26, podem ser atuados alternadamente em ambos os lados por pressão por meio de pressão, em particular, por um meio hi- dráulico, de modo a acionar de forma rotativa, por meio de um acionador de excêntrico 37 e 38, com as alavancas de excêntrico 39 e 40 e com as jun- ções de articulação 41 e 42, os meios de suporte 33 ou 34 ao redor de seu eixo geométrico longitudinal através de certa faixa angular, da mesma forma que o meio de suporte 25, e travar o mesmo no local na posição rotativa ou de pivô desejada. Os meios de suporte 33 e 34, além disso, por sua vez, possuem unidades de pistão-cilindro, as quais podem ser atuadas alterna- damente em ambos os lados por pressão do meio de pressão, em particular, de forma hidráulica a partir de uma fonte de meio de pressão adequada, da mesma forma que o meio de suporte 25. Na respectiva posição de altura desejada, todos os meios de suporte 25, 33, 34, podem ser ajustados de forma muito sensível e travados no local, o que também se aplica para o seu acionador rotativo via os respectivos acionadores de excêntrico.

Os meios de suporte 33 e 34 são respectivamente dispostos, da mesma forma que o meio de suporte 25, em uma corrediça rotativa e de re- cepção 54 e 55 e são respectivamente deslocáveis de forma linear via um respectivo acionamento motorizado 43 e 44 e são também ajustáveis para a posição respectivamente desejada. Os acionamentos motorizados 43 e 44 são configurados, da mesma forma que o acionamento motorizado 26, como cilindros de posicionamento de peça de trabalho, e para estes acionamentos motorizados são respectivamente designados pistões, os quais podem ser atuados, alternadamente em ambos os lados, pela pressão do meio de pres- são, em particular, pressão hidráulica, de modo a deslocar as corrediças e travar as mesmas no local na posição desejada. Estas tarefas de ajuste po- dem ser executadas de forma sensível.

Com referência às figuras 9 e 10, a construção dos meios de su- porte 25 com o seu acionamento motorizado 27 é representada mais uma vez em maiores detalhes e também é descrita em maiores detalhes. A cons- trução dos outros acionamentos motorizados para os meios de suporte 33 e 34 é de forma correspondente configurada e funciona da mesma forma que para o meio de suporte 25 e o seu acionamento motorizado.

Como pode ser visto, em particular, a partir da figura 10, o acio- namento motorizado 27, configurado como um cilindro de posicionamento de peça de trabalho e rotativo, é proporcionado com um sistema de medição de posição 45, pelo qual o percurso de ajuste da haste do pistão ou do cilindro, e por conseqüência, indiretamente também do ângulo de ajuste, o qual na figura 10 é cotado de forma máxima em 45° para ambos os lados do eixo geométrico longitudinal da corrediça rotativa e de recepção 28, está apto a ser determinado.

O acionamento motorizado 26, o qual é configurado como um ci- Iindro de posicionamento de peça de trabalho e linear, também possui um sistema de medição de posição 46 deste tipo, por meio do qual o percurso de ajuste da corrediça rotativa e de recepção 28 está apto a ser medido e determinado. Para o respectivo meio de suporte, ou, mais precisamente, para a unidade de pistão-cilindro configurada como um cilindro de recepção e de ajuste de vagonete é designado um excêntrico 47, para o qual é desig- nada a alavanca de excêntrico 31, a qual, via a junção articulada 30 e o a- cionamentos motorizado 27, é respectivamente girado na direção A ou B, por meio do que o cilindro de recepção e de ajuste de vagonete é articulado de forma máxima por 45° para ambos os lados do eixo geométrico longitudi- nal 48. Como já mencionado, os dois outros meios de suporte 33 e 34 são da mesma construção, isto é, possuem os mesmos acionadores de excêntri- co, unidades de pistão-cilindro, acionamentos motorizados e sistemas de medição de posição, como os sistemas de medição de posição 45 e 46.

Como é aparente a partir da figura 4, para o ampliador de bucha, é designado um sistema CNC 49, para o qual são designados os gabinetes de comutação 50 com as bancadas de válvula 51, gabinetes de comutação estes que possuem os respectivos elementos de controle e componentes eletrônicos.

Adicionalmente, para o ampliador de bucha, são designados, na concretização representada, dois sistemas de medição a laser 52 e 53, os quais são deslocados 90° na direção periférica da peça em bruto de bucha 3 e os quais são conectados com os gabinetes de comutação, e, assim, com o sistema CNC, por condutores elétricos (meramente indicados). Todos os acionamentos motorizados, por conseqüência incluindo os acionamentos motorizados dos meios de suporte 25, 33, 34 dos sistemas de medição, e os sistemas de medição a laser 52, 53 e os acionadores 10 e 11, são incorpo- rados no sistema CNC, de modo que um programa de controle de toda a seqüência de movimento, inclusive da operação de formatação ou de forja, está apto a ser obtido. Os Iasers são Iasers de varredura, os quais podem varrer todo o contorno da bucha. No desenho somente dois Iasers de varre- dura, mutuamente deslocados por 90°, são representados. Lasers de varre- dura adicionais para medir posição, perfil, forma oval e espessura de parede não são representados. Exemplo de uma Concretização: Bucha de forja acabada: Diâmetro externo: 3000 até 8000 milímetros Diâmetro interno: 2600 até 8300 milímetros Altura: 2000 até 6000 milímetros

Peso de carga do dispositivo de formatação ou de forja 1: 100 até 800 tone- ladas, por exemplo, 100 até 400 toneladas Velocidade de formatação ou de forja da ferramenta de formação: por exem- plo, 30 até 150 mm/seg Freqüência de forja: a cada 2 até 6 graus

Ciclos de reaquecimento: uma até seis vezes da peça em bruto de bucha 3 Energia de acionamento: por exemplo, ao redor de 8000 até 20.000 kW Altura de toda a máquina de formatação: cerca de 16.200 milímetros Área declarada: cerca de 25.000 × 75.000 milímetros

Peso da máquina para uma peça em bruto de bucha 3 de 450 toneladas ao redor de 3000 toneladas

Meio de acionamento para os motores do bloco de matriz e dos dispositivos de suporte ou cilindros de ajuste: emulsão de água-óleo (fluido hidráulico) Tempo para um curso de forja: 2 até 20 segundos Procedimento Ilustrativo:

A remoção de uma peça em bruto de bucha de aço ou de liga de aço 3 aquecida até a temperatura de forja e exibindo uma temperatura acima de 1250 graus Celsius.

Deposição da peça em bruto de bucha aquecida 3 no dispositivo de carregamento do tipo vagonete 1.

Um guindaste insere o mandril de forja 5 dentro da peça em bru- to de bucha 3, depois do que o mandril de forja 5 é travado no local.

Os sistemas de medição a laser gravam a posição da peça em bruto de bucha 3 e corrigem a mesma pela atuação apropriada dos aciona- mentos motorizados dos meios de suporte 25, 33, 34 e/ou do acionador do dispositivo de carregamento em formato de vagonete 2.

Após certo tempo, o mecanismo de travamento do mandril de forja 5 é removido, o mandril de forja 5 é levantado por um guindaste, e a peça em bruto de bucha 3 ainda não totalmente formada é aquecida em uma fornalha de apoio até a temperatura de forja, enquanto uma peça em bruto de bucha 3 anteriormente aquecida é carregada em um dispositivo de carre- gamento proporcionado 1. Vários ampliadores de bucha 1, os quais intera- gem com várias fornalhas, podem ser paralelos em uso.

A pressão na emulsão de água-óleo para o acionador da ferra- menta de formação pode medir 25.000 kPa (250 bar) até 65.000 kPa (650 bar).

Os aspectos descritos no resumo, nas reivindicações de patente e na descrição, bem como estes que são aparentes a partir do desenho, po- dem ser fundamentais para a realização da invenção, tanto individualmente como em combinações opcionais.

Símbolos de Referência

1 ampliador de bucha 2 dispositivo de carregamento 3 peça em bruto de bucha 4 furo perfurado 5 mandril de forja 6 mancai 7 mancai 8 canal longitudinal 9 bloco de matriz, ferramenta de formação 10 acionadores 11 acionadores 12 quadro 13 rodas, conjuntos de rodas 14 chassi, do tipo quadro 15 eixo geométrico longitudinal 16 parede de suporte, estrutura de suporte 17 parede de suporte, estrutura de suporte 18 face de extremidade 19 eixo geométrico longitudinal 20 eixo geométrico longitudinal 21 parede de suporte, estrutura de suporte 22 parede de suporte, estrutura de suporte 23 guia do trilho 24 guia do trilho 25 meio de suporte 26 acionamento motorizado 27 acionador rotativo ou pivô 28 corrediça rotativa e de recepção 29 acionador de excêntrico 30 junta articulada 31 alavanca de excêntrico 32 acionamento motorizado 33 meio de suporte 34 meio de suporte 35 acionamento motorizado 36 acionamento motorizado 37 acionador de excêntrico 38 acionador de excêntrico 39 alavanca de excêntrico 40 alavanca de excêntrico 41 junta articulada 42 junta articulada 43 acionamento motorizado 44 acionamento motorizado 45 sistema de medição de posição 46 sistema de medição de posição 47 excêntrico 48 eixo geométrico longitudinal 49 sistema CNC 50 gabinete de comutação 51 bancada de válvulas

52 sistema de medição a laser 53 sistema de medição a laser

54 corrediça rotativa e de recepção

55 corrediça rotativa e de recepção

X direção de transporte ou direção de ajuste

Y direção de transporte ou direção de ajuste

Referências

WO 2009/146715 Α1

DE 31 26 120 Α1

DE 24 20 921 Α1

DE 24 34 587 Α1

DE 24 38 131 Α1

EP 0 524 815 A

Claims (15)

1. Dispositivo de carregamento para um ampliador de bucha pa- ra peças em bruto de bucha perfurada (3) fabricada, por exemplo, de aço possuindo uma temperatura correspondendo à temperatura de processa- mento respectivamente requerida, por exemplo, de mais do que 1000 0C no caso de aço, possuindo um peso de carregamento no estado quente, por exemplo, de várias centenas de toneladas, por exemplo, de 200 até 800 to- neladas, de preferência 200 até 600 toneladas, possuindo um diâmetro ex- terno da peça em bruto de bucha (3) no estado de carregamento inicial de -2000 milímetros até 14.000 milímetros, de preferência, 3000 até 8500 milí- metros, possuindo uma altura no estado de carregamento inicial de 1 até 9 metros, de preferência, 3 até 6 metros, onde o dispositivo de carregamento (2) possui um vagonete, o qual pode ser acionado lateralmente dentro do ampliador de bucha (1) e que possui meios de suporte mutuamente espaça- dos (25, 33, 34) para a montagem da peça em bruto de bucha (3) ou da bu- cha pronta deformada, onde os meios de suporte (25, 33, 34) possuem uma pluralidade, de preferência três, pedestais de mancai mutuamente espaça- dos em direções opostas em uma direção vertical e sendo verticalmente e rotacionalmente móveis por meio de um motor, e nos quais a peça em bruto de bucha (3), durante a operação de deformação, é disposta em alinhamen- to vertical, caracterizado pelo fato de que os acionadores para os dispositi- vos de suporte (25, 33, 34) e para o dispositivo de carregamento (2) são in- corporados em um sistema CNC (49), por exemplo, de uma maneira contro- lada por programa no qual em operação também são incorporados todos os acionamentos da ferramenta de modelagem ou ferramentas de modelagem, onde os meios de suporte (25, 33, 34) são cilindros e pistões de uma unida- de de pistão-cilindro, os quais podem ser acionados por um meio de pressão hidráulica, e os quais são móveis em um movimento vertical independente- mente um do outro, mas também simultaneamente em sincronização, de uma maneira controlada pelo CNC.

2. Dispositivo de carregamento, de acordo com a reivindicação -1, caracterizado pelo fato de que os meios de suporte com movimento verti- cal (25, 33, 34), por exemplo, os pistões ou os cilindros de movimento verti- cal nos quais a peça em bruto de bucha (3) é disposta, podem, respectiva- mente, ser acionados de forma rotacional ciclicamente por um acionamento motorizado (27).

3. Dispositivo de carregamento, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que os acionamentos motorizados (27) para o acionador rotativo de cada meio de suporte (25, 33, 34) são uma unidade de pistão-cilindro que pode ser acionada por um meio de pressão, em particu- lar, hidraulicamente, alternadamente nas direções opostas e que, via um excêntrico (30, 31, 47), aciona os respectivos meios de suporte (25, 33, 34) através de pelo menos um ângulo agudo na direção periférica, de preferên- cia, através de 90° nas direções opostas.

4. Dispositivo de carregamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que os meios de suporte (25, 33, 34) são dispostos nos pontos de canto de um triângulo.

5. Dispositivo de carregamento, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que um dos meios de suporte de movimento vertical (25) é disposto entre paredes de suporte mutuamente espaçadas, do tipo tira e dispostas de forma paralelas (16, 17), enquanto dois meios de su- porte adicionais (33, 34), da mesma forma dispostos nos pontos de canto do triângulo em questão, são dispostos próximos das paredes de suporte em formato de tira (21, 22) passando em um ângulo com as paredes de suporte passando de forma paralela (16, 17).

6. Dispositivo de carregamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que, distribuídos através da periferia da peça em bruto de bucha (3) estão dispostos pelo menos dois sistemas de dispositivo de medição (52, 53), os quais são eletricamente co- nectados com o sistema CNC (49) e os quais medem o alinhamento vertical e a geometria da peça em bruto de bucha (3) em relação aos meios de su- porte (25, 33, 34), distribuídas ao longo da periferia do bruto de bucha (3) de um modo tal que seus valores de medição para o alinhamento vertical das peças em bruto de bucha (3) nos meios de suporte (25, 33, 34), para o con- trole do ajuste do movimento vertical dos meios de suporte (25, 33, 34), são incorporados no sistema CNC (49).

7. Dispositivo de carregamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de car- regamento (2), com os acionamentos motorizados para os meios de suporte (25, 33, 34), é disposto em rodas ou roletes (13), de modo que ele pode ser transportado de uma maneira guiada de forma forçada, em particular, em trilhos.

8. Dispositivo de carregamento, de acordo com a reivindicação -6, caracterizado pelo fato de que os sistemas de dispositivo de medição a laser (52, 53) são distribuídos em um ângulo agudo, de preferência por um ângulo de 90°, ao longo da periferia da peça em bruto de bucha (3) e, na direção vertical, gravam valores de medição na peça em bruto de bucha (3) e retransmitem os mesmos para o sistema CNC (49).

9. Dispositivo de carregamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que os pontos centrais dos dispositivos de suporte (25, 33, 34) são dispostos nos pontos de canto de um triângulo isóscele.

10. Dispositivo de carregamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que os pontos centrais dos meios de suporte, ou os cilindros de levantamento ou hastes de pistão (25, 33, 34) dos mesmos, são dispostos nos pontos de cantos de um triângu- lo equilátero.

11. Dispositivo de carregamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que os meios de supor- te, ou os cilindros de levantamento (25, 33, 34) dos mesmos, automatica- mente ajustam sua posição horizontal de acordo com o aumento no diâmetro da peça em bruto de bucha (3) durante o processo de moldagem.

12. Dispositivo de carregamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que os pontos de su- porte ou superfícies de suporte dos três meios de suporte (25, 33, 34) for- mam um sistema de viga de movimento de translação e operam como tal, e onde o curso de cada meio de suporte individual (25, 33, 34) pode ser pré- selecionado em uma base continuamente variável, em particular, é incorpo- rado no sistema CNC (49).

13. Dispositivo de carregamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que os pontos de su- porte ou superfícies de suporte dos meios de suporte (25, 33, 34) são livre- mente móveis na direção horizontal durante o processo de forja, e, após o curso de forja, automaticamente retornam a pela em bruto de bucha (3) sob controle do CNC para a posição correta proporcionada para o próximo ciclo de forja.

14. Dispositivo de carregamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que, em virtude da re- moção das diferenças dos cilindros de levantamento dos meios de suporte (25, 33, 34), o perfil da face de extremidade da peça em bruto de bucha (3) pode ser medido, e por conseqüência, pode ser registrado, e pode ser envi- ado para o sistema CNC (49) como um sinal de controle para os acionado- res dos meios de suporte (25, 33, 34).

15. Método para forjar peças em bruto de bucha perfurada (3) usando um dispositivo de carregamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14.