BR112012026280B1

BR112012026280B1 - Prensa de êmbolo e método para produzir fardos compactados.

Info

Publication number: BR112012026280B1
Application number: BR112012026280-7A
Authority: BR
Inventors: Marijn Van De Laarschot; Matthijs Johannes Wondergem
Original assignee: Kuhn-Geldrop B.V.
Priority date: 2010-04-14
Filing date: 2010-04-14
Publication date: 2018-07-03
Also published as: EP2557912A1; ES2664168T3; EP2557912B1; US9204596B2; US20130047867A1; RU2536880C2; PL2557912T3; RU2012148242A; WO2011127944A1; CN102905510A; CN102905510B; HUE036725T2

Abstract

prensa de êmbolo e método para produzir fardos compactados - a presente invenção diz respeito a uma prensa de êmbolo (p) para produzir fardos compactados, dita prensa de êmbolo (p), compreendendo um compartimento de fardos (1) que recebe uma estrutura de êmbolo que afetua um vai e vem linear (11), um conduto de alimentação de material (9) conduzindo lateralmente ao compartimento de fardos (1), e um mecanismo de manivela da estrutura de êmbolo (14) impulsionado por uma fonte de acionamento, a estrutura de êmbolo (11) compactando as respectivas cargas dematerial (23) alimentadas no compartimento de fardos (1) contra um material de enrolamento (4) de pelo menos uma carga de material já compactada, e deslocamento linearmente de forma gradual o matrial de enrolamento (4) compactando no compartimento de fardos, superando uma contrapressão (ou pressão de retorno) do material de enrolamento, a estrutura de êmbolo (110 tendo pelo menos duas superfícies de compressão estruturalmente separadas (a1, a2) cada uma delas sendo menor do que uma área de seção transversal (a) do compartimento de fardos (1), as superfícies de compressão (a1, a2) sendo sendo acionadas paralelamente em reciprocidade, na direção de vai e vem linear, e uma em relação à outra com uma defasagem de tempo (t). a invenção refere-se também a ummétodo para produzir fardos compactados, de acordo com o qual um material de enrolamento (4) formando o fardo compactado é comprimido alternadamente em superfícies parciais da área de seção transversal (a) com uma respectiva defasagem de tempo (t) entre os ciclos de compressão.

Description

(54) Título: PRENSA DE EMBOLO E MÉTODO PARA PRODUZIR FARDOS COMPACTADOS. (51) Int.CI.: A01F 15/06; B30B 9/30 (73) Titular(es): KUHN-GELDROP B.V.

(72) Inventor(es): VAN DE LAARSCHOT, MARIJN; WONDERGEM, MATTHIJS, JOHANNES /17

Relatório Descritivo da Patente de Invenção “PRENSA DE ÊMBOLO E MÉTODO PARA PRODUZIR FARDOS COMPACTADOS”.

[001] A invenção se relaciona a uma prensa de êmbolo de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1 e a um método de acordo com o preâmbulo da reivindicação 15.

[002] A prensa de êmbolo da US 4,034,543 A é um exemplo do estado da técnica e contém uma estrutura de êmbolo de parte única, a superfície de compressão ativa a qual corresponde à área de seção transversal do compartimento de fardos ou do material de enrolamento no compartimento de fardos. A estrutura de êmbolo comprime durante cada ciclo de compressão uma carga de material contra a superfície da extremidade do material de enrolamento. A carga de material é alimentada lateralmente do conduto de alimentação de material no compartimento de fardos enquanto a estrutura de êmbolo está retraída e contra a superfície da extremidade do material de enrolamento. A estrutura de êmbolo é acoplada através de duas hastes de manivela a um eixo de manivela acionado através de uma embreagem de uma fonte de acionamento incluindo um volante de inércia. A carga de material é alimentada no compartimento de fardos por um garfo de alimentação pivotável de tal modo que a carga de material já seja pré-compactada entre a estrutura de êmbolo e o material de enrolamento. Cada ciclo de compressão é realizado pela total compressão da superfície da estrutura de êmbolo contra o material de enrolamento em toda a área de seção transversal do material de enrolamento. Após cada ciclo de compressão, desde que seja obtido um grau de compressão pré-determinado, o material de enrolamento é ainda deslocado pela estrutura de êmbolo por mais um passo até que após vários ciclos de compressão o material de enrolamento tenha atingido o tamanho predeterminado de um fardo compactado e, em seguida, é amarrado por um mecanismo de amarração e é expelido para fora do compartimento de fardos.

[003] A prensa de êmbolo da U.S. 4,142,746 A possui uma estrutura de êmbolo de parte única, cuja superfície de compressão corresponde à totalidade da área de seção transversal do material de enrolamento. Tão logo o material de enrolamento compactado tenha atingido seu comprimento desejado o fardo compactado é amarrado por várias voltas com um material de U através de um mecanismo do tipo de nó duplo.

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2/17 [004] Forragem, palha, biomassa ou massa fibrosa enfardadas para uso agrícola ou industrial, quando compactadas e amarradas em um fardo compactado são transportadas por longas distâncias. Por razões de eficiência, é desejável um fardo com alta densidade ou alto grau de compactação. Para atingir uma densidade suficiente em uma prensa de êmbolo tendo uma estrutura de êmbolo de parte única requer êmbolo com forças extremamente altas e considerável entrada de energia primária. Por exemplo, duplicando a densidade de um fardo requer muito mais do que a duplicação da pressão de atuação da estrutura de êmbolo. Portanto, a força de atuação da estrutura do êmbolo e a energia primária necessária vão aumentar maciçamente. No entanto, a eficiência da entrada de energia, por exemplo, de uma enfardadeira de prensa de êmbolo de canal aberto não é eficiente de qualquer forma porque neste tipo de enfardadeira não é somente a energia necessária para compactar o material, mas também para o deslocamento gradual do material de enrolamento após o material alimentado ser compactado. A entrada de energia para deslocamento do material de enrolamento não aumenta a compressão de modo que, na verdade, significa uma perda para o processo de enfardamento. O aumento da densidade do fardo não só exige um aumento massivo da resistência do projeto da linha de acionamento, da estrutura do êmbolo e do compartimento de fardos com sua estrutura de transporte, mas também requer o aumento indesejável do peso da prensa de êmbolo. Se um volante de inércia for usado para o armazenamento de energia, o volante de inércia necessita ser maciço e pesado. Ainda, por exemplo, como no caso de um mecanismo de amarração de nó simples o material de ligação tem de ser puxado através do material de enrolamento, enquanto o material de enrolamento estiver se deslocando, a força de puxamento do material de cordel aumenta drasticamente se a força de atuação da estrutura de êmbolo for aumentada. Isso resulta em stress indesejavelmente elevado do material de cordel e um grande risco de rompimentos do material de entrelaçamento.

[005] É um objeto da invenção fornecer uma prensa de êmbolo cujo funcionamento evita as desvantagens acima mencionadas, mesmo quando produzindo fardos de alta densidade, e fornecer um método que permite produzir fardos de alta densidade, porém evitando os inconvenientes acima mencionados. [006] Este objeto é alcançado através das características da reivindicação 1 e o douto método através das características da reivindicação 15.

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3/17 [007] De acordo com a invenção a estrutura do êmbolo é fornecida com pelo menos duas superfícies de compressão estruturalmente separadas cada uma sendo menor que toda da área de seção transversal do fardo. A soma de todas as superfícies parciais corresponde à área de seção transversal da enfardadeira. As superfícies de compressão executam ciclos de compressão com uma defasagem de tempo ou alternância de fase entre as respectivas superfícies parciais somente da área de seção transversal do fardo. Com uma dada força de atuação da estrutura de êmbolo e um dado projeto da linha de transmissão é alcançada uma maior densidade do fardo, pela compressão alternada de superfícies parciais menores do material de enrolamento com uma defasagem de tempo entre os ciclos de compressão. Distribuindo-se os ciclos de compressão em pequenas superfícies de compressão parcial respectivas com defasagens de tempo a densidade do fardo resultante torna-se alta enquanto a força de atuação da estrutura de êmbolo e a entrada de energia primária necessária permanecem moderadas e a prensa de êmbolo não necessita medidas de reforço significativas em termos do compartimento de fardos e do quadro de transporte ou do trem de acionamento. Mesmo um volante de inércia, se fornecido, não precisa ser superdimensionado, porque em uma enfardadeira de canal aberto, a energia necessária para uma parte de êmbolo deslocar o enrolamento de fardos depende apenas da contrapressão (ou pressão de retorno) de enrolamento a qual, para atingir a mesma densidade, é apenas parte daquela da de uma estrutura de êmbolo de parte única. A soma das superfícies de compressão corresponde à área de seção transversa do fardo.

[008] O método permite alcançar uma densidade do fardo muito alta, operar com força de tração moderada do material de cordel, e manter moderada a carga mecânica nos componentes ativos, se a compressão ou compactação final do fardo for realizada em várias etapas com uma respectiva defasagem de tempo ou alternância de fase entre os ciclos de compressão nas superfícies parciais da área de seção transversal cada uma compactando apenas uma superfície parcial da área de seção transversal do fardo menor ao invés da área de seção transversal total do fardo. Por exemplo, com uma volta de 360° de um mecanismo de acionamento de manivela, vários ciclos de compressão podem ser efetuados com pelo menos uma alimentação da carga de material. No entanto, por exemplo, com 720° (duas voltas) até mais do que uma carga de material poderia ser alimentada e compactada em um ou mais ciclos de compressão das superfícies parciais.

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4/17 [009] Em uma incorporação preferida da prensa de êmbolo a estrutura de êmbolo é subdividida em pelo menos duas partes de êmbolo que são acionadas estruturalmente separadas e com respectiva uma defasagem de tempo entre os ciclos de compressão. Cada parte de êmbolo comprime apenas uma parte do material de enrolamento, enquanto que outra parte de êmbolo não comprime nada ou não comprime substancialmente ao mesmo tempo. O método permite atingir uma densidade elevada e uniforme ideal do fardo e oferece a vantagem de compactar uniformemente cada carga de material diferentemente em pelo menos dois ciclos de compressão em reciprocidade nas direções de vai e vem das partes de êmbolo.

[010] Em uma incorporação preferencial a estrutura de êmbolo pode ser subdividida em pelo menos duas partes de êmbolo na direção de alimentação do conduto de alimentação de material no compartimento de fardos e/ou pelo menos substancialmente perpendicular à direção de alimentação.

[011] Convenientemente, o trem de acionamento do êmbolo é composto por um mecanismo de manivela. As partes de êmbolo podem compartilhar um mecanismo de manivela comum. Neste caso a carga mecânica sobre o mecanismo de manivela permanece moderada posto que predominantemente somente uma parte de êmbolo executa seu ciclo de compressão, enquanto qualquer outra parte de êmbolo está totalmente passiva ou executa apenas uma leve compressão. Alternativamente, cada parte de êmbolo pode ser acoplada ao seu próprio mecanismo de manivela facilitando o controle dos movimentos das partes de êmbolo com mais precisão e até mesmo variar a defasagem de tempo entre os ciclos de compressão sob demanda.

[012] E m uma incorporação ainda mais conveniente, as superfícies de compressão das partes de êmbolo são planas e possuem tamanhos iguais ou diferentes. No caso de superfícies de compressão com diferentes tamanhos, a superfície de compressão mais próxima ou a que primeiro engata na seção transversal é a maior, de modo que possa aproveitar as forças de inércia do deslocamento do material de enrolamento. Como a maior superfície de compressão irá produzir a força linear mais forte no enrolamento de fardo, esta superfície de compressão pode ser usada para deslocar o material de enrolamento após um ciclo de compressão ter sido realizado. Qualquer outra parte de êmbolo tendo uma superfície de compressão menor é incapaz de deslocar os materiais de enrolamento,

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5/17 mas apenas executa seu ciclo de compressão sem deslocar os materiais de enrolamento.

[013] Preferivelmente a área de seção transversal do compartimento de fardos é retangular. As superfícies de compressão das partes de êmbolo também podem ser retangulares.

[014] Conforme mencionado, em uma incorporação preferida, principalmente, apenas uma das partes de êmbolo é usada para deslocar o material de enrolamento após um ciclo de compressão. Preferivelmente, é a parte de êmbolo, tendo a maior superfície de compressão, de preferência, a parte de êmbolo localizada próxima à entrada do conduto de alimentação do compartimento de fardos.

[015] E m uma outra incorporação, a parte de êmbolo que está próxima à entrada do conduto de alimentação do compartimento de fardos está executando um primeiro ciclo de compressão antecipadamente a qualquer ciclo de compressão de qualquer outra parte de êmbolo. Isso garante que a entrada será fechada com segurança pela estrutura de êmbolo quando as partes de êmbolo começarem a executar os ciclos de compressão com uma defasagem de tempo entre ciclos de compressão consecutivos. No entanto, a invenção também contempla que ciclos de compressão consecutivos sejam realizados com certa sobreposição entre eles, no entanto, de modo que somente uma parte de êmbolo produza uma compressão máxima enquanto qualquer outra parte de êmbolo esteja apenas começando a compactar ou já esteja sendo recolhida do material de enrolamento.

[016] Em uma incorporação preferida pelo menos uma das partes de êmbolo, preferivelmente a parte de êmbolo tendo a maior superfície de compressão, é linearmente guiada no compartimento de fardos, de preferência em um quadro de transporte do compartimento de fardos. Isso não exclui que todas as partes de êmbolo sejam linearmente guiadas no compartimento de fardos. No entanto, preferivelmente pelo menos uma parte de êmbolo pode ser guiada em/ou por uma parte de êmbolo adjacente, em vez disso, preferivelmente, então na/ou em uma parte de êmbolo que seja guiada de modo estável no compartimento de fardos.

[017] E m uma incorporação preferida e em relação a uma volta de 360° do mecanismo de manivela, a defasagem de tempo entre os ciclos de compressão consecutivos pode corresponder a uma variação do ângulo de rotação da manivela de cerca de 20° a 30°. Tal defasagem de tempo garante que uma única parte de

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6/17 êmbolo esteja operando sob força total, mas que a taxa de produção, no entanto, seja mantida elevada.

[018] Em uma incorporação preferencial as respectivas partes de êmbolo são acopladas através de pelo menos uma haste de manivela com pelo menos um pino de manivela do mecanismo de manivela. De preferência, todas as hastes de manivela são acopladas com o mesmo pino de manivela. Alternativamente, as hastes de manivela podem ser acopladas com diferentes pinos de manivela. As hastes de manivela das partes de êmbolo podem pivotar uma em relação à outra sobre o pino de manivela ou mesmo, alternativamente, podem formar uma estrutura de haste de manivela rígida, preferivelmente com hastes de manivela lateralmente rígidas interconectadas através de uma haste de conexão. Uma estrutura de haste de manivela rígida oferece a vantagem de que forças laterais nas partes de êmbolo serão evitadas por uma grande extensão ou serão distribuídas entre as partes de êmbolo.

[019] Ainda em uma incorporação também pode ser provido uma haste de conexão lateral entre as partes de êmbolo adjacentes cuja haste de conexão suporta as partes de êmbolo uma em relação à outra.

[020] Ainda em uma incorporação preferencial, as partes de êmbolo podem ter ranhuras para passar pelo menos uma agulha com material de ligação de um mecanismo de amarração, especialmente em uma fase de operação da prensa de êmbolo, enquanto uma parte de êmbolo estiver executando um ciclo de compressão. A agulha com material de ligação, de preferência, pode ser um componente de um mecanismo de amarração de nó simples.

[021] E m uma incorporação preferida do método o material de enrolamento é respectivamente deslocado apenas pela operação de uma superfície de compressão em uma superfície parcial de toda a seção do material de enrolamento e após um primeiro ciclo de compressão ter sido executado nesta superfície parcial. A superfície de compressão atuante, de preferência, uma superfície de compressão maior do que qualquer outra superfície de compressão, primeiro está executando o ciclo de compressão contrário à contrapressão ou resistência de deslocamento do material de enrolamento, e só desloca o material de enrolamento por um passo após a compressão, ou grau de compressão, desejada ter sido alcançada pelo ciclo de compressão. As outras superfícies de compressão são incapazes de superar a pressão de retorno, mas somente executam ciclos de compressão sem deslocar o

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7/17 material de enrolamento. No entanto, a invenção não está limitada a esta variante específica do método, mas também contempla que mesmo outra superfície de compressão pode deslocar o material de enrolamento.

[022] De acordo com outra variante do método, uma carga de material é alimentada pelo do conduto de material no compartimento de fardos antes da execução de ciclos de compressão. A carga de material alimentada então é subdividida em tantas cargas parciais quantas superfícies de compressão forem fornecidas. As cargas parciais subdivididas são então compactadas consecutivamente e mais uniformemente, preferivelmente mesmo de maneira sobreposta no material de enrolamento.

[023] A fim de aumentar a densidade final do fardo pode ser conveniente já pré-compactar a carga de material alimentada no compartimento de fardos antes de qualquer ciclo de compressão entre as superfícies de compressão e o material de enrolamento já pelo processo de alimentação, de preferência, alimentando a carga de material com um garfo de alimentação que, mesmo que temporariamente, engata ao compartimento de fardos enquanto as superfícies de compressão ainda estão distantes do material de enrolamento.

[024] Convenientemente, um ciclo de compressão é executado no material de enrolamento em uma superfície parcial enquanto nenhuma compressão substancial é realizada em outra superfície parcial. Como alternativa, o ciclo de compressão pode ter lugar em uma superfície parcial enquanto nenhuma compressão substancial adicional estiver ocorrendo em outra superfície parcial.

[025] Preferivelmente, uma carga de material é alimentada no compartimento de fardos enquanto as superfícies de compressão mantêm a maior distância possível, ou quase a maior distância possível do material de enrolamento.

[026] Como um exemplo incorporações exemplares da invenção serão explicadas com o auxilio dos desenhos. Nos desenhos:

[027] A Fig. 1 é uma vista esquemática lateral dos componentes principais de uma incorporação de uma prensa de êmbolo em uma primeira fase de operação, por exemplo, de uma enfardadeira de canal aberto, [028] A Fig. 2 é uma vista esquemática lateral da prensa de êmbolo ainda em outra fase de operação após uma etapa de deslocamento do enrolamento, [029] A Fig. 3 é uma vista esquemática lateral da prensa de êmbolo em uma outra fase de operação,

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8/17 [030] A Fig. 4 é uma vista esquemática lateral da prensa de êmbolo ainda em outra fase de operação, [031] A Fig. 5 é uma vista esquemática lateral de outra incorporação de uma prensa de êmbolo em uma fase de operação de forma análoga à fase de operação mostrada na Fig. 1, [032] A Fig. 6 é uma vista esquemática lateral da prensa de êmbolo em uma fase de operação de forma análoga à fase de operação, mostrada na Fig. 2, [033] A Fig. 7 é uma vista esquemática lateral da prensa de êmbolo da Fig. 5 ainda em outra fase de operação anterior à etapa de deslocamento do enrolamento, [034] A Fig. 8 é uma vista esquemática lateral da prensa de êmbolo da Fig. 5 ainda em outra fase de operação de forma análoga à fase de operação mostrada na Fig. 3, [035] A Fig. 9 é uma vista esquemática lateral de ainda outra incorporação de uma prensa de êmbolo, e [036] A Fig. 10 é uma vista em perspectiva de incorporação das Figs 1 a 4 em outra fase de operação.

[037] As Figs 1 a 4 ilustram diferentes fases operacionais da produção de fardos compactados para uso agrícola e/ou industrial, por exemplo, de forragem, palha, biomassa ou massa fibrosa, em uma prensa de êmbolo P, sendo parte de uma prensa de canal aberto (não mostrada). A prensa de êmbolo P possui, conforme o convencional, um quadro (não mostrado) que encerra um compartimento de fardos 1, o quadro, sendo arranjado em um chassi móvel que seja tanto automotor quanto tracionado através de uma lingueta acoplada a um dispositivo de engate de um veículo de tração. A prensa de êmbolo P também é equipada com sua própria fonte de acionamento tal como um motor de combustão ou é suprida, por exemplo, com força hidráulica do veículo de tração. Alternativamente, a prensa de êmbolo P pode ser integrada em uma enfardadeira de prensa de caixa.

[038] Um conduto de alimentação de material 9 é conectado ao compartimento de fardos 1, em particular em um lado inferior (entrada 8) de uma seção de alimentação de carga de material 1a que é continuo no compartimento de fardos 1 no lado direito da Fig 1 por uma seção de compressão 1b e uma seção de canal de material de enrolamento 1c. O conduto de alimentação de material 9 é conectado a um dispositivo de captação, não mostrado, compreendendo meios de transporte para transferir o material captado do solo em direção à região do conduto

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9/17 de material 9 próxima a entrada 8, onde um garfo de alimentação 10, por exemplo, opera pivotalmente para alimentar uma respectiva carga de material na seção de alimentação de material 1a do compartimento de fardos. Um trem de acionamento (não mostrado em detalhe) da prensa de êmbolo P está conectado aos respectivos componentes móveis da prensa de êmbolo e controles, por exemplo, através de um mecanismo de embreagem, não mostrado, de velocidade, direção e sincronismo dos movimentos dos componentes.

[039] O compartimento de fardos 1 contém, por exemplo, em um compartimento 3 uma estrutura de êmbolo 11 que, na incorporação mostrada, está ligada ao mecanismo de acionamento 14, um mecanismo de manivela, ou seja, na incorporação, a um virabrequim tendo pelo menos um pino de manivela 15. A estrutura de êmbolo 11 é acionada reciprocamente por duas razões, nomeadamente para compactar o material no compartimento de fardos 1, e para formar um material de enrolamento 4 compactado na seção do canal de material de enrolamento 1c e para abrir e fechar a entrada 8. O material de enrolamento 4 é deslocado de modo gradual conforme indicado pelas setas 5 ao longo da seção do canal de material de enrolamento 1c até ser alcançado um comprimento predeterminado de fardo que então é atado em um material de ligação 24 por um mecanismo de amarração 6 e uma agulha com material de ligação 7 respectiva antes de o fardo ser expelido. Naturalmente, há uma série de agulhas com material de ligação 7 paralelas provendo material de ligação 24 ao mecanismo de amarração 6 que, neste caso, pode dar um nó simples em uma laçada do material de ligação. Também, o garfo de alimentação 10 possui uma série de dentes. A estrutura de êmbolo 11 é formada com ranhuras longitudinais 29 (ver Fig 10) facilitando a passagem de cada agulha com material de ligação 7 e, em certas fases da operação, a passagem dos dentes do garfo de alimentação 10 através do compartimento de fardos 1.

[040] De acordo com a invenção, a estrutura de êmbolo 11 possui pelo menos duas superfícies de compressão A1, A2 (até mesmo três ou quatro superfícies de compressão, não mostradas) cada uma para compactar uma respectiva carga parcial 23a, 23b de uma carga de material 23 alimentada no compartimento de fardos 1 e uma defasagem de tempo entre os ciclos de compressão consecutivos. Na incorporação mostrada, a seção transversal do compartimento de fardos é retangular ou quadrada e possui uma área de seção transversal A. Cada superfície de compressão A1, A2 também é substancialmente

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10/17 plana e retangular ou quadrada, no entanto, possui um tamanho menor do que a área de seção transversal A do fardo.

[041] Na incorporação mostrada, a estrutura de êmbolo 11 consiste de pelo menos duas partes de êmbolo estruturalmente separadas 12, 13, acomodados no compartimento de fardos 1 e acionadas reciprocamente de tal modo que as superfícies de compressão A1, A2, providas nas partes de êmbolo 12, 13 executam ciclos de compressão no material de enrolamento 4 (em particular da extremidade traseira 4a do material de enrolamento 4) com uma defasagem de tempo entre ciclos de compressão consecutivos, ou com alguma sobreposição entre os ciclos de compressão consecutivos de tal modo que apenas uma superfície de compressão A1 ou A2 esteja executando uma compressão completa, enquanto que a outra superfície de compressão não executa uma compressão completa, ou seja, qualquer uma das duas se aproxima ou deixa o material de enrolamento 4.

[042] Na incorporação mostrada a parte de êmbolo 12 situa-se adjacente à entrada 8 e pode ter uma superfície de compressão A1 maior do que a superfície de compressão A2 da parte de êmbolo 13 que está localizada acima da parte de êmbolo 12 na direção de alimentação no compartimento de fardos 1. Desse modo, a superfície de compressão A2 é menor do que a superfície de compressão A1. Alternativamente, todas as superfícies de compressão, A1, A2 fornecidas podem ter tamanhos iguais. Por exemplo, no caso de três ou mais superfícies de compressão nas partes de êmbolo estruturalmente separadas, a parte de êmbolo situada adjacente à entrada 9 pode ter a maior superfície de compressão A1, enquanto que todas as outras superfícies de compressão podem mesmo ter tamanho menor entre si ou mesmo superfícies de compressão de tamanhos diferentes. Além disso, como uma alternativa, a estrutura de êmbolo 11 poderia ser subdividida em duas ou mais partes de êmbolo transversalmente ao sentido de alimentação do conduto de alimentação 9 no compartimento de fardos 1 (não mostrado).

[043] Na incorporação mostrada, a estrutura de êmbolo 11 é impulsionada por um mecanismo comum de acionamento 14, por exemplo, através de hastes de manivela 17, 16 do mecanismo de manivela mostrado. As hastes de manivela 16, 17 são acopladas com ambas as partes de êmbolo 12, 13 em uma extremidade e a um pino de manivela 15 comum do mecanismo de manivela 14 na outra extremidade. Em uma incorporação não mostrada, o mecanismo de manivela 14 poderia ter, por exemplo, um número de pinos de manivela 15 correspondente ao número de partes

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11/17 de êmbolo, mas deslocados uns em relação aos outros no sentido de rotação do mecanismo de manivela 14, com pelo menos duas partes de êmbolo sendo conectadas através de suas hastes de manivela 17, 16 a diferentes pinos de manivela.

[044] Em vez de um mecanismo de manivela 14, acionado na incorporação pelo trem de acionamento da prensa de êmbolo P através de uma embreagem cambiável e, por exemplo, um volante de inércia (não mostrado), outros tipos de mecanismos de acionamento de vai e vem podem ser fornecidos, por exemplo, cilindros hidráulicos ou similares para o acionamento reciprocante, de vai e vem, das partes de êmbolo 12, 13 de um modo controlado.

[045] A Fig. 9, por exemplo, ilustra que as partes de êmbolo 12, 13 estão associadas a mecanismos de manivela 14a, 14b separados e estão acopladas com respectivos pinos de manivela 15a, 15b, através de uma haste de manivela 16, 17. [046] Como uma característica opcional, mostrada na Fig 1, as partes de êmbolo 12, 13, ou as partes de êmbolo adjacentes da estrutura de êmbolo 11, respectivamente, podem ser suportadas uma em relação à outra e transversalmente na direção de vai e vem por pelo menos uma haste transversal lateral (biela) 21.

[047] Cada parte de êmbolo, 12, 13 pode ser guiada linearmente no compartimento de fardos 1 ou em um respectivo quadro de transporte do compartimento de fardos 1, não mostrado. No entanto, na incorporação mostrada na Fig. 1, apenas a parte de êmbolo 12 inferior é linearmente guiada no compartimento de fardos 1, por exemplo, uma pluralidade de membros guia 19 deslizando em trilhos guia 18. A parte de êmbolo 13 superior é guiada na parte de êmbolo 12 inferior, por exemplo, por pelo menos um membro guia 20 da parte de êmbolo 12 inferior engatando na parte de êmbolo 13 superior. Na incorporação da Fig. 1, as hastes de manivela 17, 16, compartilhando um pino de manivela 15 comum, são pivotáveis uma em relação à outra a cerca do eixo do pino de manivela 15 devido aos movimentos de vai e vem das partes de êmbolo 12, 13. O eixo do mecanismo de manivela 14 está localizado de tal modo que as partes de êmbolo 12, 13 estão executando respectivos ciclos compressão (ciclo de compressão da superfície de compressão A1 na Fig. 3; ciclos de compressão da superfície de compressão A2 na Fig. 4) com um tempo de defasagem T entre eles, por exemplo, correspondendo a um angulo de rotação na faixa de cerca de 20° a 30° de uma volta completa de 360° do mecanismo de manivela 14.

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12/17 [048] Na fase de operação mostrada na Fig. 1, um material de enrolamento 4 do material compactado já está presente na seção do canal de material de enrolamento 1c voltado para a extremidade traseira 4a na direção da estrutura de êmbolo 11. As partes de êmbolo, 12, 13 estão nas posições retraídas, por exemplo, com um pequeno deslocamento na direção linear de vai e vem entre as superfícies de compressão A1, A2. A extremidade 4a do material de enrolamento 4 permanece em uma determinada posição dentro da seção do canal de material de enrolamento 1c. Esta posição é fixada através da fricção do material de enrolamento 4 compactado e/ou por meios estruturais não mostrados. A agulha 7 está em uma posição retraída. O garfo de alimentação acabou de alimentar uma carga de material 23 através da entrada 9 na seção de alimentação de material 1a do compartimento de fardos 1.

[049] Embora a Fig. 1 mostre a distância entre a carga de material 23 e a extremidade 4a, em uma incorporação alternativa não mostrada, a carga de material 23 poderia ser pré-compactada em virtude da ação de alimentação do garfo de alimentação 10 entre a estrutura de êmbolo 11 e a extremidade 4a do material de enrolamento 4. A região das pontas dentadas do garfo de alimentação 10 pode ainda engatar nas ranhuras da estrutura de êmbolo 11, ou na parte de êmbolo 12 respectivamente, através das quais o garfo de alimentação 10 passa.

[050] Com a continuação da rotação do mecanismo de manivela 14 ambas as partes de êmbolo, 12, 13 são conduzidas na direção da extremidade 4a, por exemplo, de tal modo que a carga de material alimentado 23 seja subdividida em duas cargas parciais 23a, 23b. O garfo de alimentação 10, em seguida, pode ser pivotado na descendente fora do compartimento de fardos 1.

[051] Na fase de operação mostrada na Fig. 2, a estrutura de êmbolo 11 é impulsionada de tal forma que a carga parcial 23b atinja apenas a extremidade 4a através do movimento da parte de êmbolo 12 inferior, enquanto que a parte de êmbolo 13 superior está arrastando, de modo que a carga parcial 23a ainda não tenha atingido a extremidade 4a. Esta é uma fase operacional onde a superfície de compressão A1 começa a executar o ciclo de compressão da carga parcial 23b (Fig. 2).

[052] Na próxima fase operacional mostrada na Fig. 3 a superfície de compressão A1 executou um ciclo de compressão e compactou a carga parcial 23b ate uma pré-determinada densidade ou grau de compressão, enquanto que a

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13/17 superfície de compressão A2 ainda está arrastando. Assim que o grau de compressão tenha atingido um valor pré-determinado, suficientemente alto para superar a contrapressão do material de enrolamento 4, na fase final do ciclo de compressão a carga parcial 23b compactada desloca o material de enrolamento 4 de tal modo que a posição da extremidade 4a alcança uma posição 4a'. Então, neste momento, a outra superfície de compressão A2 já iniciou um ciclo de compressão, no entanto, tal grau de compressão na carga parcial 23a é ainda menor do que na carga parcial 23b.

[053] Na próxima fase operacional mostrada na Fig. 4, a superfície de compressão A1 já cedeu um pouco para a esquerda, enquanto a superfície de compressão A2 já terminou seu ciclo de compressão da carga parcial 23a contra a extremidade 4a posicionada na posição 4a'. Nesta fase de operação, ou após a mesma, a agulha com material de cordel 17 pode ser movida através das ranhuras 29 da estrutura de êmbolo 11 de modo ascendente para alimentar o material de cordel 24 ao mecanismo de entrelaçamento 6 (neste caso formando um nó simples). [054] Após a fase de operação da Fig. 4 a estrutura de êmbolo 11 será afastada do material de enrolamento 4 até a posição indicada na Fig. 1 ser alcançada novamente.

[055] As Figs 5 A 8 referem-se às fases operacionais similares às ilustradas nas Figs 1 a 4 (por exemplo, na Fig. 7 uma fase anterior ao passo de deslocamento do enrolamento) em outra incorporação de uma prensa de êmbolo P. Para reduzir forças laterais, principalmente na parte de êmbolo 12, causadas pela haste de manivela 17, nesta incorporação as duas hastes de êmbolo 16, 17 (podem ser fornecidas várias hastes de êmbolo 16, 17, ao longo do mecanismo de manivela 14) são interligados por uma haste transversal 25, por exemplo, interligando os pontos de ligação de ambas as hastes de manivela 17, 16 nas partes de êmbolo 12, 13. Isso resulta em uma estrutura rígida de haste de manivela 27. A parte de êmbolo 12, a superfície de compressão A2 que pode ser maior do que a superfície de compressão A1 da parte de êmbolo 13, é guiada linearmente, por exemplo, pelos elementos guia 19 nos trilhos guia 18 no compartimento de fardos 1 ou no quadro exterior não mostrado da prensa de êmbolo. A parte de êmbolo 13 é suportada no elemento guia 20 fixado na parte de êmbolo 12 (ou alternativamente fixado a ambos os lados do compartimento de fardos 1 ou no quadro exterior do compartimento de fardos) o elemento guia 20 engata em uma ranhura guia em arco 28 provida na

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14/17 parte de êmbolo 13. Devido à estrutura rígida da haste de manivela 27 constituída pelas hastes de manivela 16, 17 e haste de manivela transversal 25, a parte de êmbolo 13 executa leves movimentos de oscilação na direção de uma seta dupla 26 a cerca do eixo guia definido pelo elemento guia 20 e em relação à parte de êmbolo guiado estritamente de forma linear.

[056] Na incorporação da Fig. 9 já descrita anteriormente, a defasagem de tempo T entre os ciclos de compressão das superfícies de compressão A1, A2 pode variar mediante demanda, por exemplo, alterando o deslocamento rotatório entre os dois mecanismos de manivela 14a, 14b estruturalmente separados. Ambos os mecanismos de manivela 14a, 14b podem ser acionados em sincronismo através de um trem de acionamento comum.

[057] E m uma incorporação alternativa não mostrada de tais prensas de êmbolo P, a estrutura de êmbolo 11 ainda poderia ser formada com três ou mais superfícies de compressão estruturalmente separadas ou partes de êmbolo, respectivamente, cada superfície de compressão executando um ciclo de compressão, enquanto uma outra acaba de terminar um ciclo de compressão ou está prestes a iniciar um ciclo de compressão.

[058] Após uma volta de 360° do pino de manivela 15 pelo menos dois ciclos de compressão podem ser efetuados com apenas uma alimentação de carga de material 23. No entanto, após, por exemplo, 720° (duas voltas) mais de uma carga de material 23 pode ser alimentada e compactada, por exemplo, em pelo menos um ciclo de compressão por superfície parcial.

[059] O método realizado em prensas de êmbolo P, por exemplo, das Figs 1 a 10, é executado em uma enfardadeira de canal aberto como a seguir:

[060] Enquanto as partes de êmbolo 12, 13 são acionadas, por exemplo, por um mecanismo de manivela comum 14, elas compactam o material ou alternam de fase com uma defasagem de tempo T entre estas. Pelo menos uma carga de material 23 é alimentada na frente da estrutura de êmbolo 11 quando ambas as partes de êmbolo 12, 13 situam-se nas posições mais de trás, ou perto destas. A carga de material 23 até pode ser pré-compactada pelo processo de alimentação antes da carga material 23 ser compactada nas cargas parciais 23a, 23b, contra o material de enrolamento 4 já compactado. Quando ambas as partes de êmbolo 12, movem em direção à extremidade do material de enrolamento 4a, primeiro a parte de êmbolo 12 inferior ou a parte de êmbolo com a maior superfície de

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15/17 compressão A1, irá executar um ciclo de compressão completo enquanto que o mecanismo de manivela 14 continua a girar. A carga de material parcial 23b será compactada até a taxa de compressão máxima ou o grau de compressão atingir a pressão de retorno do material de enrolamento 4. Como a superfície de compressão A1 da parte de êmbolo 12 trata-se apenas da metade de toda a área de seção transversal A do material de enrolamento 4, a compressão ou grau de compressão será duplicada (com a mesmo pressão de retorno) em comparação com a compressão alcançada por uma estrutura de êmbolo, tendo uma superfície única compressão igual à área de seção transversal A. Isto significa que o projeto do trem de acionamento e o canal de deslocamento do material de enrolamento só precisa ter metade da força se comparada ao projeto da estrutura de êmbolo de parte única. Durante o ciclo de compressão inicial da compressão de superfície A1 o grau de compressão supera a contrapressão do material de enrolamento 4. O material de enrolamento, em seguida, vai ser deslocado por um passo 5 até que a superfície de compressão A1 da parte de êmbolo 12 atinja sua posição final (posição 4a), por exemplo, correspondente à posição a 255° do pino de manivela 15. Devido ao material de enrolamento 4 ser deslocado apenas através da metade da força usual, a energia necessária para esta etapa de deslocamento do material de enrolamento pode ser somente metade da energia necessária para deslocar o material de enrolamento com uma estrutura de êmbolo de peca única, de modo a alcançar a mesma densidade de fardo.

[061] Quando o material de enrolamento 4 tiver sido deslocado por um passo (nova posição 4a' da extremidade 4a) a próxima parte de êmbolo 13 executa seu ciclo de compressão de outra carga parcial 23a contra a superfície parcial superior da área de seção transversal A da extremidade do material de enrolamento 4a. Ao mesmo tempo a parte de êmbolo 12 retrai da posição 4a' e já não exerce força significativa sobre o material de enrolamento 4. A carga parcial 23a será totalmente compactada quando a parte de êmbolo 13 tiver atingido sua posição final (por exemplo, em um ângulo de rotação em torno de 285° do pino de manivela 15). O material de enrolamento 4 não será necessariamente deslocado pela ação da parte de êmbolo 13 porque o material de enrolamento 4 já havia sido deslocado anteriormente pelo ciclo de compressão de parte de êmbolo 12 e porque a superfície de compressão A2 é menor que a A1. Mesmo duas ou mais cargas de material 23 podem ser alimentadas e por fim normalmente compactadas após duas voltas do

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16/17 pino de manivela 15. Como o material de enrolamento 4 foi deslocado pela parte de êmbolo 12 com cerca de metade da força gerada por uma estrutura de êmbolo de peça única, o compartimento de fardos 1 pode ter menos resistência. Se um volante de inércia for usado no trem de acionamento, a energia armazenada no volante de inércia pode ser muito menor. Também o torque necessário para acionar primeiro a parte de êmbolo 12 e, em seguida, a parte de êmbolo 13 de arraste durante os ciclos de compressão pode ser menor. O torque exercido pelo mecanismo de manivela 14 pode até ser aplicado em um ângulo giratório de faixa mais ampla de modo que uma caixa de engrenagens fornecida pode ser utilizada com mais eficiência. Como outro resultado positivo o material de ligação 24 pode ser puxado com maior facilidade porque a pressão de retorno é menor significando que o atrito para puxar o material de ligação é menor.

[062] Para reduzir a resistência de todo o projeto da prensa de êmbolo P a estrutura de êmbolo 11 pode até ser subdividida em três ou mais partes de êmbolo para alcançar uma tripla ou ainda mesmo múltiplas densidades no fardo final.

[063] Nas incorporações mostradas a estrutura de êmbolo 11 é subdividida na direção da alimentação do conduto de alimentação de material 9 no compartimento de fardos 1. No entanto, alternativa ou adicionalmente, a estrutura de êmbolo 11 pode ser subdividida em uma direção pelo menos substancialmente perpendicular ao plano do desenho.

[064] A Fig. 10 ilustra partes de êmbolo 12, 13 um pouco compensadas, da

Fig. 1 ou Fig. 5 distantes do material de enrolamento 4, enquanto o garfo de alimentação 10 está em uma posição de stand-by e cada agulha 7 está em seu caminho para o sistema de amarração 6 e passa parcialmente através das ranhuras 29.

[065] Um aspecto importante da invenção é que assumindo uma determinada seção transversal A e certa contrapressão do material de enrolamento 4 a compressão do respectivo material é facilmente e marcadamente aumentada compactando apenas uma superfície parcial da área de secção transversal A até, por exemplo, a pressão de retorno do material ser superada para deslocar o material de enrolamento 4 por um estágio, por exemplo, em uma enfardadeira de canal aberto. Isto é atingido através de uma força de certa forma igual na respectiva parte de êmbolo 12, 13 e não há necessidade de reforçar significativamente a estrutura da prensa de êmbolo e/ou do trem de acionamento. Uma superfície de compressão

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17/17 diminuída aumenta a compressão gerada pela parte de êmbolo e aumenta a densidade global do fardo.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. “PRENSA DE ÊMBOLO (P) PARA PRODUZIR FARDOS COMPACTADOS” de forragem, palha, biomassa ou massa fibrosa para uso agrícola e/ou industrial, consistindo de um compartimento de fardos (1), uma estrutura de êmbolo de vai e vem linear (11), um conduto para alimentação de material (9), lateralmente conduzindo até a seção de alimentação de carga de material (1a) do compartimento de fardos (1), e um mecanismo de acionamento da estrutura de êmbolo (14) impulsionado por uma fonte de acionamento, a estrutura de êmbolo (11) compactando as respectivas cargas de material (23) alimentadas pelo conduto de alimentação (9) no compartimento de fardos (1), caracterizada pela estrutura de êmbolo (11) ser provida perpendicularmente à estrutura de êmbolo em reciprocidade, na direção de vai e vem, no compartimento de fardos (1) com duas superfícies de compressão (A1, A2) estruturalmente separadas; por cada superfície de compressão (A1, A2) ser menor que a área de seção transversal (A) do compartimento de fardos (1); e pelas superfícies de compressão (A1, A2) serem acionadas de modo paralelo em reciprocidade, na direção de vai e vem, e com uma defasagem de tempo (T) uma em relação à outra para compactar em alternância o material em superfícies parciais da área de seção transversal (A1).
2. “A PRENSA DE ÊMBOLO” de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pela estrutura de êmbolo (11) ser subdividida perpendicularmente em reciprocidade na direção de vai e vem linear em duas partes de êmbolo (12,13) estruturalmente separadas, cada uma tendo uma das respectivas superfícies de compressão (A1, A2); e pelas partes de êmbolo (12, 13) serem acionadas paralelas uma em relação à outra em reciprocidade na direção de vai e vem e com uma defasagem de tempo (T) entre um ciclo de compressão de uma parte de êmbolo (12) e um ciclo de compressão consecutivo da outra parte de êmbolo (13) .
3. “A PRENSA DE ÊMBOLO” de acordo com a reivindicação 1 ou a reivindicação 2, caracterizada pela estrutura de êmbolo (11) ser subdividida em partes de êmbolo (12, 13) estruturalmente separadas na direção de alimentação do conduto de alimentação (9) ao compartimento de fardos (1) ou de modo perpendicular à direção de alimentação do conduto de alimentação (9) no compartimento de fardos (1).
4. “A PRENSA DE ÊMBOLO” de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo mecanismo de acionamento da estrutura de êmbolo (14, 14a,

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14b) consistir de um mecanismo de manivela ou um cilindro hidráulico, e pelas partes de êmbolo (12, 13) compartilharem tanto um mecanismo comum de acionamento (14) quanto serem respectivamente acopladas a mecanismos de acionamento separados (14a, 14b).
5. “A PRENSA DE ÊMBOLO” de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelas superfícies de compressão (A1, A2) serem planas e de tamanhos diferentes.
6. “A PRENSA DE ÊMBOLO” de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pela área de seção transversal (A) do compartimento de fardos (1) ser retangular, e pelas superfícies de compressão (A1, A2) serem retangulares ou quadradas.
7. “A PRENSA DE ÊMBOLO” de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pela superfície de compressão (A1) tendo o maior tamanho ser acionada para compactar primeiro antes da outra superfície de compressão (A2) e para deslocar o material de enrolamento (4) em uma etapa.
8. “A PRENSA DE ÊMBOLO” de acordo com a reivindicação 3 ou reivindicação 5, caracterizada por uma parte de êmbolo (12) situada próxima ao conduto de alimentação de material (9) no compartimento de fardos (1) executar primeiro um ciclo de compressão com a defasagem de tempo (T) antes de um ciclo de compressão da outra parte de êmbolo (13).
9. “A PRENSA DE ÊMBOLO” de acordo com a reivindicação 2, caracterizada por uma parte de êmbolo (12, 13), preferivelmente a parte de êmbolo (12) tendo a superfície de compressão (A1), que tem o maior tamanho, ser guiada linearmente no compartimento de fardos (1).
10. “A PRENSA DE ÊMBOLO” de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pela parte de êmbolo (13) ser guiada em, ou na parte de êmbolo (12) adjacente
11. “A PRENSA DE ÊMBOLO” de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que em relação a uma volta de 360° do mecanismo de manivela (14, 14a, 14b), a defasagem de tempo (T) corresponder a um ângulo de rotação da manivela na faixa em torno de 20° a 30°.
12. “A PRENSA DE ÊMBOLO” de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelas partes de êmbolo (12, 13) respectivamente serem acopladas através das hastes de manivela (16, 17) a um pino de manivela (15) do mecanismo

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3/4 de manivela, preferivelmente pelo mesmo pino de manivela (15) de um mecanismo de manivela (14) comum, e pelas hastes de manivela (16, 17) serem tanto pivotáveis uma em relação à outra em torno do pino de manivela quanto serem formadas como uma estrutura de haste de manivela rígida (27), tendo uma haste de conexão (25) integrada entre as hastes de manivela (16, 17).
13. “A PRENSA DE ÊMBOLO” de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelas partes de êmbolo (12, 13) serem suportadas uma em relação à outra através de uma haste transversal (biela) lateral (21).
14. “A PRENSA DE ÊMBOLO” de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelas partes de êmbolo (12, 13) serem formadas com ranhuras (29) para a introdução de agulhas do cordel (7) de um mecanismo de amarração (6), preferivelmente de um mecanismo de nó simples (6).
15. “MÉTODO PARA PRODUZIR FARDOS COMPACTADOS” de um material compressível, em particular de forragem, palha, biomassa ou massa fibrosa para uso agrícola e/ou industrial, em uma prensa de êmbolo (P) com uma estrutura de êmbolo de vai e vem (11) em um compartimento de fardos (1) para compactar o material em uma área de seção transversal (A) do compartimento de fardos (1), caracterizado pelo material ser compactado de modo alternado em superfícies parciais da área de secção transversal (A) com uma defasagem de tempo (T) entre ciclos de compressão consecutivos executados nas superfícies parciais.
16. “O MÉTODO” de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo material ser deslocado após um ciclo de compressão executado em uma superfície parcial e, de preferência, em uma prensa de êmbolo (P) de uma enfardadeira de canal aberto, e pelo material ser mantido estacionário durante um ciclo de compressão consecutivo executado em outra superfície parcial da área de secção transversal (A).
17. “O MÉTODO” de acordo com a reivindicação 15, caracterizado por uma carga de material (23) ser alimentada em uma seção de alimentação de material (1a) do compartimento de fardos (1) antes de um ciclo de compressão, pela carga de material (23) ser dividida em cargas parciais (23a, 23b), e pelas cargas parciais (23a), 23b) serem compactadas separadamente, de preferência em sobreposição, em um material de enrolamento (4) em um compartimento de fados

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4/4 (1) com uma defasagem de tempo (T) ou alternância de fase entre os ciclos de compressão consecutivos das cargas parciais (23a, 23b).
18. “O MÉTODO” de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pela carga de material (23) alimentada ser pré-compactada antes da etapa do processo de alimentação previamente a um ciclo de compressão.

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