PT97381B

PT97381B - Processo de fabricacao de embolo e embolo

Info

Publication number: PT97381B
Application number: PT97381A
Authority: PT
Inventors: Jose Manoel Martins Leites; Jose Augusto Cardoso Mendes; Andre Lippai; Paulo Tadeu Dellanoce
Original assignee: Metal Leve Sa
Priority date: 1990-04-17
Filing date: 1991-04-16
Publication date: 1998-10-30
Also published as: GB2243796B; GB2243796A; FR2660890B1; SE9101127L; SE9101127D0; US5150517A; FR2660890A1; DE4112576A1; US5359922A; DE4112576C2; BR9001859A; PT97381A; GB9108145D0; SE508219C2

Description

A presente invenção diz respeito a um processo de fabricação de um êmbolo, em especial da parte superior de um êmbolo composto por duas partes independentes,ou articulado, e da referida parte superior.

êmbolo denominado articulado ê constituído por duas partes, a superior, ou cabeça, destinada a suportar as pressões geradas pela combustão do motor, e a inferior, ou saia, cuja função ê guiar a parte superior no interior do cilindro . A articulação entre ambas as partes ê feita por meio de uma cavilha comum que passa através de uns furos praticados em cubos que se projectam a partir da superfície interna do topo.

Nos motores diesel de alto rendimento, em que as pressões e as temperaturas no interior do cilindro são bastante elevadas, atingindo cerca de 2.500 psi e 1.000°C, respectivamente, os êmbolos articulados têm a parte superior usualmente obtida pela usinagem de um bloco de aço-cromo ou aço de baixa liga, na maioria dos casos, forjado de maneira a ficar com uma forma que exiga o mínimo de usinagem para atingir as dimensões finais desejadas. De acordo com os processos convencionais, o bloco de material seleccionado ê forjado de maneira a ficar com a forma de um elemento cilíndrico formado integralmente com dois outros apêndices chamados cubos, nos quais, na extremidade oposta ao corpo cilíndrico, será formado um furo de passagem, ambos alinhados.

Devido âs solicitações termomecânicas já citadas, ê comum estar o êmbolo assim construído de uma reentrância periférica na borda inferior do corpo cilíndrico de modo a que, em conjunto com um rebaixo periférico formado na borda superior da saia, se vã formar uma galeria de refrigeração para atenuar as temperaturas da parte superior do êmbolo quando este estiver em funcionamento.

Entretanto, hâ uma-grande dificuldade em se atingir a forma final desejada dessa peça, pois, além das dificuldades não mencionadas em se promover a criação de um rebaixo central ( a câmara de combustão) para melhorar a queima do combustível e de uma pluralidade de ranhuras periféricas para instalação dos aros ou segmentos no centro e na face lateral do corpo cilíndrico, respectivamente, hã também a necessidade de proceder ã usinagem da periferia da borda in ferior do topo do êmbolo para a obtenção da reentrância constitutiva da dita galeria de refrigeração.

Esse processo ê extremamente caro e fica restrito a determinadas configurações de galerias, obrigatoriamente assimétricas.

As tentativas de se obter a reentrância da galeria jã no decorrer do processo de fQrjamento resul tarem em peças com uma inaceitável instabilidade dimensional da zona lateral onde são usinadas as ranhuras para os aros ou segmentos, além da frequente quebra do ferramental utilizado.

Constitui o objectivo principal da presente invenção um processo de fabricação de cabeça de êmbolo articulado, segundo o qual as duas partes que compõem a cabeça, ou seja, o topo e os cubos, são obtidos a partir de ele mentos pré-formados em separado e unidos entre si por meio de soldadura.

Constitui um outro objectivo da presente invenção uma cabeça de êmbolo articulado obtida de acor do com o processo descrito a seguir, com referência tis figuras constantes do desenho que acompanha o presente pedido de patente.

A Figura 1 mostra um corpo metálico (esboço), a partir do qual será formada a parte do topo do êmbolo articulado que constitui o objecto da invenção;

A Figura 2 ilustra um corpo metálico (esboço) a partir do qual será formada a parte dos cubos do êmbolo caracteristico da invenção;

A Figura 3 ê uma vista em corte longitudinal da parte de topo do êmbolo já sibmetida a operações iniciais de usinagem, com a provisão de uma câmara de combustão e de uma galeria de refrigeração;

A Figura 4 é uma vista em corte longitudinal da parte dos cubos do êmbolo, subtietida a uma primeira operação de usinagem;

A Figura 5 é uma vista em corte longitudinal da cabeça do êmbolo caracteristico da presente invenção, composta dos elementos mostrados nas figuras 3 e 4;e

A Figura 6 ê uma vista em corte longitudinal da cabeça do êmbolo caracteristico da presente invenção, usinada nas dimensões finais,

De acordo com uma forma preferida de realização da presente invenção, inicialmente, um corpo metálico prê-formado (10), preferivelmente de forma substancialmente cilíndrica (Figura 1) ê sibmetido a uma primeira etapa de operações de usinagem, na qual são providas a câmara de combustão (11), uma cavidade (12) situada por debaixo da câmara de combustão (11) e um rebaixo circunferencial (13) situado entre a câmara de combustão (11) e a parede externa do corpo (10), conforme mostrado na figura 3. 0 corpo metálico prê-formado 10 ê, de preferencia forjado ou fundido em aço-cromo-molibdénio, aço de baixa liga ou outro material apropriado.

A utilização de um elemento pré-formado de forma cilíndrica com dimensões próximas às dimensões finais da parte de topo é vantajosa por dispensar a necessidade de operações adicionais de usinagem.

A seguir, um segundo corpo metálico prê-formado (20) ê submetido a uma primeira fase de operações de usinagem na qual é efectuado 0 estreitamento de uma de suas extremidades e provida uma cavidade central circunferencial 21, com 0 que ê formado um colar circunferencial (22). 0 material do corpo (20) é de preferência um dos materiais escolhidos para a fabricação do corpo (10). Entretanto, podem ser utiliza^ dos outros materiais considerados apropriados.

Posteriormente, os corpos metâl icos (lO) e (20) usinados conforme mostrados nas figuras 3 e 4, são unidos um ao outro como mostrado na figura 5, sendo essa união efectuada justapondo-se a extremidade do colar (22) à extremidade inferior da parede interna da cavidade (13). 0 método empregado para promover a união dos elementos (10) e (20) ê 0 de soldadura, preferencialmente 0 de soldadura por atrito, no qual a junção ê efectuada sem que ocorra fusão dos materiais a serem soldados, mantendo-se assim, as suas propriedades estruturais. Finalmente, uma vez concluída a operação de soldadura, a cabeça do êmbolo ê submetida às operações finais de usinagem, com a provisão das caixas (15) para os aros ou segmentos, dos cubos (23) e dos furos (24) para a cavilha.

Claims

REIVINDICAÇÕES

I^a. - Processo de fabricação de êmbolo do tipo articulado, constituído de uma parte superior, ou cabeça, composta de uma zona de topo e uma zona de cubos, e uma parte inferior, ou saia, independente da referida cabeça, montada nos cubos por meio de uma cavilha que ê montada nuns furos formados nos cubos, caracterizado por a parte superior, ou cabeça, ser obtida por meio das seguintes fases:

(a) proporcionam a existência de um primeiro corpo metálico prê-formado (10), de forma substancialmente cilíndrica, e submeter o referido corpo (10) a operações de usinagem para a formação de uma câmara de combustão superior (11), de uma cavidade circunferencial inferior (13) e de uma cavidade central inferior (12);

(b) proporcionar a existência de um segundo corpo prê-formado (20) e submeter o referido segundo corpo (20) a operações de usinagem para a formação de uma cavidade circunferencial (21) numa das extremidades do referido segundo corpo (20) e a redução do diâmetro externo do segundo corpo (20) em torno da referida cavidade central circunferencial (21), formando um colar (22);

(c) justapor a extremiadde superior do colar (22) do segundo corpo (20) à extremidade inferior da parede interna da referida cavidade circunferencial (13) do primeiro corpo e promover a união dos referidos primeiro e segundo corpos (10,20) por meio de soldadura;

(d) submeter a cabeça composta dos referidos primeiro e segundo corpos (10) e (20) às operações finais de usinagem, para a provisão de caixas (15) para os aros ou segmento, de cubos(23)

8*· :

e de furos (24) para a cavilha. g
2®. - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a união entre os referidos prime/ ros e segundo corpos metálicos (10,20) ser realizada por meio de solcbdura por atrito.
3^a. - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os referidos corpos metálicos prê -formados (10,20) serem obtidos por fQrjamento ou fundição.
4^a. - Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os referidos corpos metálicos (10,20) serem fabricados com aço-cromo-molibdênio ou aço de baixa liga.
5^a. - Embolo do tipo articulado, constituído por uma parte superior, ou cabeça, composta por uma região de topo (10) e por uma zona de cubos (20), e por uma parte inferior, ou saia, independente da referida cabeça e mon tada nos referidos cubos por meio de uma cavilha montada nuns furos formados nos referidos cubos, caracterizado por as partes de topo (10) e de cubos (20) da cabeça do êmbolo serem definidos por peças distintas, unidas entre si por meio de soldaduras.