BR112019006291B1

BR112019006291B1 - Laminador circular e método para controlar a posição de pelo menos um rolo para moldar uma face de uma peça anular

Info

Publication number: BR112019006291B1
Application number: BR112019006291-2A
Authority: BR
Inventors: Peter Bierhalter
Original assignee: Forge Pat Gmbh
Priority date: 2016-09-30
Filing date: 2017-09-29
Publication date: 2023-04-18
Also published as: US11110499B2; CN109843467A; EP3300814A1; WO2018060399A1; JP6722359B2; KR102460419B1; US20190232348A1; EP3519122B1; BR112019006291A2; EP3519122A1; ES2876162T3; RU2019108707A3; RU2742986C2; JP2019531198A; KR20190055110A; RU2019108707A; CN109843467B; PL3519122T3

Abstract

Este laminador circular (2) compreende uma estrutura principal fixada (4), um par de rolos cilíndricos (62), respectivamente interno e externo, destinados a moldar faces radiais internas e externas de uma peça anular (P) e suportados por uma primeira estrutura secundária (46) montada na estrutura principal, bem como um par de rolos cônicos (82, 84), respectivamente superior e inferior, destinados a moldar faces frontais opostas da peça (P) e suportados por uma segunda estrutura secundária (48) montada na estrutura principal. Pelo menos um conjunto de cremalheira e pinhão (272273, 274-275) é fornecido para mover um rolo em translação em relação a uma das estruturas secundárias (44, 48). Pelo menos um motor-redutor elétrico (172, 176, 178) é fornecido para acionar o pinhão (273, 275) do conjunto de cremalheira e pinhão. O motor-redutor elétrico (172-178) está montado de modo fixo em relação a uma das estruturas auxiliares (46, 48). Um mecanismo de descarga de fluido (M72, M74) é interposto em uma corrente cinemática para transmitir força entre a cremalheira (272, 274) e o rolo movido por esta cremalheira. O mecanismo de descarga de fluido (M72, M74) compreende pelo menos uma câmara de volume variável (C72, C74), que é abastecida com fluido pressurizado (73) e cujo volume varia em função da posição relativa do rolo e da cremalheira (272, 274).

Description

[001] A invenção refere-se a um laminador circular que compreende dois pares de rolos destinados a moldar faces radiais e faces frontais de uma peça anular.

[002] Neste tipo de laminador, sabe-se que os rolos devem ser movidos, durante a operação do laminador, para adaptar sua posição às dimensões da peça que está sendo moldada. Tradicionalmente, os macacos hidráulicos podem ser usados para mover os rolos. Isto requer ter uma grande quantidade de óleo pressurizado, a ponto de que uma unidade hidráulica relativamente volumosa deve ser fornecida perto do laminador.

[003] Para compensar este problema, é conhecido a partir do WO-A-2009/125102 usar, a fim de mover os rolos de um laminador circular, conjuntos de pinhão-cremalheira dos quais o pinhão é girado pelo eixo de saída de um motor-redutor elétrico. Para limitar os riscos de quebra em caso de irregularidade da superfície com a qual um rolo interage, ele é fornecido para montar o motor-redutor elétrico em um suporte, que por sua vez é articulado em torno do eixo de rotação do pinhão, em relação a uma estrutura do laminador. Além disso, os meios de amortecimento são fornecidos para amortecer a articulação do suporte. A montagem do motor-redutor elétrico em um suporte articulado torna o laminador mais complexo, o que aumenta seu custo e causa operações de manutenção adicionais.

[004] A invenção visa, mais particularmente, resolver estes inconvenientes propondo um laminador circular no qual os rolos podem ser movidos por um motor-redutor elétrico, sem que seja necessário instalar o referido motor-redutor elétrico em um suporte de articulação.

[005] Para esse fim, a invenção refere-se a um laminador circular compreendendo uma estrutura principal fixada, um par de rolos cilíndricos, respectivamente interno e externo, destinados a moldar faces radiais internas e externas de uma peça anular e suportados por uma primeira estrutura auxiliar montada sobre a estrutura principal e um par de rolos cônicos, respectivamente superior e inferior, destinados a moldar faces frontais opostas da peça e suportados por uma segunda estrutura auxiliar montada na estrutura principal. Pelo menos um conjunto de pinhão e cremalheira é fornecido para mover um rolo em translação em relação à estrutura auxiliar que o suporta e pelo menos um motor-redutor elétrico é fornecido para acionar o pinhão deste conjunto de pinhão e cremalheira. De acordo com a invenção, o motor-redutor elétrico é montado de maneira fixa em relação a uma das estruturas auxiliares, enquanto um mecanismo de descarga de fluido é interposto em uma corrente cinemática para transmitir força entre a cremalheira e o rolo movido por esta cremalheira. Além disso, o mecanismo de descarga de fluido compreende pelo menos uma câmara de volume variável abastecida com fluido pressurizado e cujo volume varia em função da posição relativa do rolo e da cremalheira.

[006] Devido à invenção, o fato de o motor-redutor elétrico estar montado de forma fixa em relação à estrutura principal ou secundária simplifica a estrutura geral do laminador. Durante a operação normal, o modo de montagem do motor torna possível formar um ponto fixo, o que permite o controle preciso do conjunto do pinhão e cremalheira, portanto, da posição do rolo associado. Em caso de irregularidade na superfície moldada pelo rolo, o mecanismo de descarga de fluido possibilita a absorção da sobrecarga temporária transmitida à corrente cinemática, sem que a cremalheira seja movida, portanto sem risco de danificar o motor-redutor elétrico.

[007] De acordo com aspectos vantajosos, mas opcionais da invenção, tal laminador pode incorporar uma ou mais das seguintes características, consideradas em qualquer combinação tecnicamente permissível:

[008] - A corrente cinemática compreende uma barra de transmissão para transmitir um movimento ao rolo para mover a cremalheira ao longo de um eixo longitudinal da barra e a câmara de volume variável é definida entre • por um lado, a barra ou uma peça fixada à barra; e • por outro lado, a cremalheira ou uma peça fixada rigidamente à cremalheira.

[009] - A câmara de volume variável é definida dentro da barra.

[010] - Alternativamente, a câmara de volume variável é definida, ao longo do eixo longitudinal da barra, entre a cremalheira e a barra.

[011] - O laminador compreende um sistema para abastecer a câmara de volume variável com fluido sob uma pressão maior ou igual a 1,0 x 107 Pa (100 bars), de preferência maior ou igual a 2,0 x 107 Pa (200 bars), ainda mais preferivelmente de cerca de 2,5 x 107 Pa (250 bars).

[012] - A corrente cinemática é configurada de modo que, em caso de irregularidade saliente na superfície de uma peça anular moldada pelo rolo, o movimento causado por essa irregularidade na barra tende a impulsionar o fluido pressurizado da câmara de volume variável, reduzindo seu volume.

[013] - O mecanismo de descarga de fluido compreende um pistão fixado à cremalheira e uma face da qual define a câmara de volume variável.

[014] - O pistão é montado deslizando dentro da barra, ao longo do eixo longitudinal da barra.

[015] - O pistão é fixado à cremalheira através de um suporte de cremalheira e uma haste de conexão entre o suporte de cremalheira e o pistão, em que o suporte de cremalheira e a haste de conexão também são montados deslizando dentro da barra, ao longo do eixo longitudinal da barra.

[016] - O laminador compreende elementos para guiar a translação, ao longo do eixo longitudinal da barra, do suporte de cremalheira e/ ou da haste de conexão, no interior da barra, em particular de patins de guia.

[017] - A câmara de volume variável é definida entre a face do pistão e uma tampa que fecha um volume interno da barra, oposta ao rolo.

[018] - Em alternativa, parte da barra é recebida de forma vedada em uma cavidade interna definida pela cremalheira e a câmara de volume variável é formada pela parte desta cavidade não ocupada pela barra.

[019] - A câmara de volume variável é conectada ao sistema de fornecimento de fluido pressurizado por um tubo que passa através da cremalheira.

[020] - Cada rolo transladável em relação a uma estrutura secundária é movido por um conjunto de pinhão e cremalheira acionado por um motor-redutor elétrico montado de modo fixo em relação à referida estrutura, com inserção de um mecanismo de descarga de fluido na corrente de transmissão de força cinemática entre cada cremalheira e o rolo acionado pela referida cremalheira.

[021] De acordo com outro aspecto, a invenção refere-se a um método para controlar a posição de pelo menos um rolo para moldar uma face de uma peça a ser moldada dentro de um laminador circular que compreende uma estrutura principal fixada, um par de rolos, respectivamente interno e externo, destinados a moldar faces radiais internas e externas desta peça e suportados por uma primeira estrutura auxiliar montada na estrutura principal, bem como um par de rolos cônicos, respectivamente superior e inferior, destinados a moldar faces frontais opostas da peça e suportados por uma segunda estrutura auxiliar montada na estrutura principal, este rolo também compreende pelo menos um conjunto de pinhão e cremalheira para mover um rolo em relação à estrutura auxiliar que o suporta e pelo menos um motor- redutor elétrico para acionar o pinhão do conjunto de pinhão e cremalheira. De acordo com a invenção, este método compreende as seguintes etapas: - ) fornecer fluido pressurizado a uma câmara de volume variável integrada em um mecanismo de descarga interposto em uma corrente de transmissão de força cinemática entre a cremalheira e o rolo movido por esta cremalheira, para endurecer essa corrente cinemática durante a operação normal do laminador; e - ) descarregar pelo menos parte do fluido pressurizado da câmara de volume variável, devido a uma variação dimensional da corrente cinemática, em caso de irregularidade na face da peça a ser moldada que é moldada pelo rolo.

[022] A invenção será melhor compreendida, e outras vantagens da mesma aparecerão mais claramente, à luz da seguinte descrição de uma forma de realização de um laminador e um método de controle de acordo com seu princípio, fornecido apenas como um exemplo e feito em referência às figuras anexas, em que: - a Figura 1 é uma vista em perspectiva de um laminador de acordo com a invenção; - a Figura 2 é um diagrama de blocos secional longitudinal do laminador, ao longo do plano II da Figura 1; - a Figura 3 é uma vista ampliada do detalhe III da Figura 1 quando o laminador se encontra em uma primeira configuração de funcionamento normal; para a clareza do desenho, algumas placas de suporte e um motor-redutor foram omitidos desta Figura 3, e algumas barras são mostradas em rasgo parcial; - a Figura 4 é uma vista ampliada do detalhe IV da Figura 3; - a Figura 5 é uma vista superior correspondente ao detalhe IV; - a Figura 6 é uma vista semelhante à Figura 4, quando o laminador está em uma segunda configuração de funcionamento, em caso de irregularidade em uma superfície radial de uma peça durante a modelagem dentro do laminador; - a Figura 7 é uma vista superior que corresponde ao detalhe da Figura 6; - a Figura 8 é uma vista ampliada do detalhe VIII da Figura 1 quando uma placa guia é parcialmente omitida para a clareza do desenho; - a Figura 9 é uma vista de elevação na direção da seta IX da Figura 8 quando o laminador está em uma primeira configuração de funcionamento normal; para a clareza do desenho, a placa guia é completamente omitida; e - a Figura 10 é uma vista semelhante à Figura 9, quando o laminador está em uma terceira configuração de funcionamento, em caso de irregularidade em uma superfície frontal de uma peça durante a modelagem dentro do laminador.

[023] O laminador (2) mostrado nas Figuras 1 a 10 compreende uma estrutura principal fixada (4) que define um eixo longitudinal (X2) do laminador (2). A estrutura (2) suporta uma gaiola radial (6) que é montada de modo fixo na dita estrutura, bem como uma gaiola axial (8) que é móvel em relação à estrutura (4), ao longo do eixo (X2).

[024] Uma primeira estrutura auxiliar (46) é montada de modo fixo na estrutura principal (4) e constitui a armação da gaiola radial (6). Uma segunda estrutura auxiliar (48) é montada na estrutura principal (4) enquanto é móvel ao longo do eixo (X2) em relação a esta estrutura principal. A armação auxiliar (48) constitui a armação da gaiola axial (8).

[025] A referência (P) denota uma peça no processo de ser moldada no laminador (2). Esta peça é centrada em um eixo (XP) que é vertical e perpendicular ao eixo (X2). As referências (P2) e (P4) denotam, respectivamente, superfícies radiais interna e externa da peça. Do mesmo modo, as referências (P6) e (P8) denotam as superfícies frontais superior e inferior da referida peça, quando está no lugar no laminador (2).

[026] A estrutura (46) da gaiola radial (6) suporta um rolo principal cilíndrico (62) montado girando em torno de um eixo vertical (Z62) e rodado por um motor-redutor elétrico principal (64). O rolo principal (62) é montado na gaiola radial (6) para suportar a superfície radial externa (P4) da peça (P).

[027] A estrutura (46) da gaiola radial (6) também suporta um rolo secundário cilíndrico ou mandril (66) montado rodando em torno de um eixo vertical (Z66) paralelo ao eixo (Z62). O rolo secundário (66) é suportado por um reforço transversal (68) que é móvel, paralelo ao eixo (X2), em relação à estrutura secundária (46) da gaiola radial (6). Para esse fim, o reforço transversal (68) é fixado a duas barras (72) e (74) que se estendem, cada uma, em uma direção paralela ao eixo (X2).

[028] Os rolos (62) e (66) são sólidos e têm uma seção circular.

[029] Além disso, uma placa (70) é montada abaixo do reforço transversal (68) e provida de um alojamento (70A) para receber a peça inferior do rolo secundário (66). Esta placa (70) é também móvel em relação à estrutura auxiliar (46) sendo suportada por duas barras (76) e (78)

[030] As referências (X78), (X74), (X76) e (X78) designam,respectivamente, os eixos longitudinais das barras (74) a (78) que são paralelos ao eixo (X2).

[031] A gaiola radial (6) também compreende dois braços de centragem da peça (P), sendo que apenas um desses braços de centragem é visível na Figura 1 com referência (65).

[032] Um sistema de elevação com cremalheiras (77) e (79) torna possível levantar o reforço transversal (68) durante a colocação da peça (P) no laminador (2), depois abaixá-la para inserir a parte inferior do rolo secundário (66) no alojamento (70A) da placa (70).

[033] Vários motor-redutores elétricos são fornecidos na gaiola radial (6), a saber: - dois motor-redutores elétricos (172) e (174) para acionamento das barras (72) e (74), ao longo de seus respectivos eixos longitudinais (X72) e (X74), - dois motor-redutores elétricos (176) e (178) para acionamento das barras (76) e (78), ao longo de seus respectivos eixos longitudinais (X76) e (X78), - dois motor-redutores elétricos (163) e (165) para rodar os braços de centragem (65) e meios equivalentes, em torno dos eixos verticais (Z63) e (Z65).

[034] O motor-redutor (172) compreende um motor elétrico (172A) e uma engrenagem de redução (172B). Os outros motor-redutores possuem a mesma estrutura, cada um com um motor elétrico associado a uma engrenagem de redução.

[035] Na Figura 3, o motor-redutor (174) é omitido, para possibilitar a visualização da barra (74) e do pinhão associado (273).

[036] As barras (72) a (78) possibilitam a transmissão de um movimento de deslocamento para o rolo (66), paralelo ao eixo (X2) e a cada um dos eixos (X72) a (X78), gerado pelos motor-redutores (172) a (178).

[037] Cada um dos motor-redutores (172) a (178) é montado de modo fixo em relação à armação auxiliar (46) da gaiola radial (6). Por exemplo, o motor-redutores (172) é suportado rigidamente por uma placa (46A) pertencente à armação auxiliar (46). Da mesma forma, o motor-redutor (174) é suportado rigidamente por uma placa (46B) pertencente à estrutura auxiliar (46). Os motor-redutores (176) e (178) são suportados pelas placas (46C) e (46D) da estrutura auxiliar (46). Para a clareza do desenho, as placas (46A) e (46B) são omitidas nas Figuras 3 a 7. Pode-se ver na Figura 1 que elas também suportam os motor-redutores (163) e (165). No entanto, isso não é obrigatório.

[038] Durante a operação normal do laminador (2), a peça (P) é comprimida radialmente entre os rolos (62) e (66), que são girados, em torno dos eixos (Z62) e (Z66), diretamente pelo motor (64), para o rolo (62) e indiretamente através da peça (P), para o rolo (66).

[039] Um conjunto de pinhão e cremalheira é usado para transmitir um movimento de cada motor-redutor (172) a (178) para o rolo secundário ou mandril (66), para controlar a posição deste rolo em translação ao longo do eixo (X2).

[040] Assim, um pinhão (273) é montado no eixo de saída da engrenagem de redução (172B). Este pinhão (273) coopera com uma cremalheira (272) montado na barra (72).

[041] A montagem da cremalheira (272) na barra (72) é rígida na configuração normal de uso do laminador (2). Esta montagem, no entanto, compreende um grau de liberdade, que pode ser implementado em caso de irregularidade na superfície (P2) da peça (P), em uma direção onde um relevo saliente presente nesta superfície (P2) tende a mover o rolo secundário ou o mandril (66) em direção a o eixo (XP). Do mesmo modo, um grau de liberdade é implementado na montagem da cremalheira (272) na barra (72) quando uma irregularidade resulta de um relevo saliente na superfície (P4) que tende a empurrar a peça (P) e o rolo secundário (66) para o eixo (XP), por reação contra o rolo principal (62), cujo eixo (Z62) é fixado em relação à estrutura auxiliar (46).

[042] Para esse fim, e como é visível nas Figuras 3 a 7, um mecanismo de descarga de fluido (M72) está integrado na barra (72) e torna possível permitir um movimento relativo, ao longo do eixo (X72), entre o rolo (62) e a cremalheira (272), mais especificamente entre a cremalheira (272) e a barra (72), que é rigidamente fixada ao rolo (66), ao longo do eixo (X2), através do reforço transversal (68).

[043] Na Figura 3, as tampas (46A) e (46B) são omitidas e as barras (72) e (74) são mostradas com metade de rasgo em um plano horizontal. Isto torna possível visualizar o mecanismo (M72) e o mecanismo equivalente (M74) associado à barra (74).

[044] O mecanismo (M72) compreende um suporte (720) rigidamente ligado à cremalheira (272), por exemplo por parafusos, não mostrados. Este suporte (720) é recebido em um alojamento (722) disposto no interior da barra (72), com um comprimento axial (L722), medido paralelo ao eixo (X72), que é maior do que o comprimento axial (L720) do suporte (720), também medido paralelo ao dito eixo. Assim, o suporte (720) pode deslizar dentro do alojamento (722), paralelo ao eixo (X72). O mecanismo (M72) também compreende um pistão (724) que está posicionado em um alojamento de extremidade (726) disposto na extremidade (72A) da barra (72) que é oposta ao reforço transversal (68), portanto o rolo secundário (66). O alojamento de extremidade (726) é fechado por uma tampa (728) presa rigidamente à barra (72).

[045] O mecanismo (M72) também compreende uma haste de conexão (723) entre o suporte (720) e o pistão (724). A haste (723), que por exemplo está em rolamento simples contra o suporte (720) e o pistão (724), é posicionada em um canal central e longitudinal (725) da haste (72) que liga os alojamentos (722) e (726) um ao outro. A compressão da haste (723) entre o suporte (720) e o pistão (724) torna possível criar uma conexão rígida entre as peças (720), (723) e (724) em translação paralela ao eixo (X72) quando o suporte move o pistão para a direita na Figura 5 ou quando o pistão move o suporte para a esquerda nesta figura.

[046] As peças (72), (272), (720), (723) e (724) são feitas de metal, por exemplo aço. Os patins de guia (727), por exemplo feitos de bronze, são fornecidos no suporte (720) para guiá-lo dentro do alojamento (722) e facilitar o seu deslizamento. Do mesmo modo, os anéis de guia (729), por exemplo feitos de cobre, são fornecidos em torno da haste (723), dentro do canal (725). Alternativamente, apenas os patins (727) ou (729) são fornecidos.

[047] O pistão (724) está equipado com juntas de vedação (724A) que permitem isolar parte do alojamento de extremidade (726), situado entre a sua face (724) virada para a tampa (728) e esta tampa, do canal (725). Assim, uma câmara de volume variável (C72) é definida no alojamento de extremidade (726), entre a face (724B) do pistão (724) e a tampa (728).

[048] Esta câmara de volume variável (C72) é fornecida com óleo pressurizado através de um orifício (728A) da tampa (728) e um tubo (732) que pertence a um sistema de abastecimento (73) que alimenta a câmara (C72) com óleo pressurizado, com uma pressão superior a 1,0 x 107 Pa (100 bars). Na prática, a pressão fornecida pelo sistema (73) é escolhida para ser superior a 2,0 x 107 Pa (200 bars), de preferência em torno de 2,5 x 107 Pa (250 bars). O sistema (73) pode compreender, como mostrado esquematicamente nas Figuras 3, 5 e 7, uma bomba (734) que fornece óleo à pressão de entrada, puxando-o de uma cuba (736), e uma válvula de retenção tarada (738) liga o tubo (732) à cuba (736). Uma outra válvula de retenção (739), montada na direção oposta à da válvula de retenção (738), na saída da bomba (732), impede que o óleo circule através da bomba, no sentido oposto, isto é, da sua saída para a sua entrada.

[049] Assim, o sistema (73) possibilita a liberação, no interior da câmara (C72), de óleo a uma pressão igual à pressão de saída da bomba (734). A válvula (738) é preferencialmente tarada de tal modo que, se a pressão na câmara (C72) e no tubo (732) excede a pressão de saída da bomba (734), o óleo presente no tubo (732) é retornado para a cuba (736), através da dita válvula.

[050] O sistema (73) é um sistema conhecido no campo hidráulico. À luz do volume de óleo que contém, em torno de um ou dois litros, é muito mais fácil de implementar e muito menos dispendioso do que as unidades tradicionalmente usadas em laminadores para fornecer macacos fornecidos para movimentar os rolos de moldagem.

[051] O mecanismo de descarga (M72) compreende a barra (72), bem como as peças e volumes (720) a (729).

[052] Por padrão, a pressão do óleo presente na câmara (C72), na ordem de 2,5 x 107 Pa (250 bars), é suficiente para endurecer a ligação cinemática entre a cremalheira (272) e a barra (72), portanto entre a cremalheira (272) e o rolo secundário (66), durante o funcionamento normal do laminador (2).

[053] As barras (74), (76) e (78) estão também ligadas aos motores (174), (176) e (178) por correntes cinemáticas, cada uma incluindo um mecanismo de descarga de fluido do tipo do mecanismo (M72), o mecanismo (M74) utilizado para a barra (74) sendo visível na Figura 3, enquanto os mecanismos correspondentes (M76) e (M78) utilizados para as barras (76) e (78) estão ocultos pelas placas (46C) e (46D). O mecanismo de descarga (M74) é inserido entre, por um lado, um conjunto compreendendo um pinhão (275) e uma cremalheira (274) e, por outro lado, a reforço transversal (68), através da barra (74). Os mecanismos (M76) e (M78) são inseridos entre, por um lado, os conjuntos de pinhão e cremalheira montados na base dos motor- redutores (176) e (178) e, por outro lado, a placa (70).

[054] Por padrão, o laminador está na configuração das Figuras 3 a 5.

[055] Na Figura 3, apenas um sistema de abastecimento (73) é mostrado. Na prática, é possível proporcionar tal sistema para fornecer o mecanismo de descarga (M72, M74) ou equivalente associado a cada barra (74) a (78), ou um sistema partilhado por alguns ou todos estes mecanismos.

[056] No caso de relevo saliente em uma das superfícies radiais (P2) ou (P4) da peça (P), o rolo secundário (66) é movido temporariamente em direção ao eixo (XP), o qual aciona o movimento do reforço transversal (68) e da placa (70) na mesma direção, para a esquerda na Figura 2.

[057] Este movimento é transmitido para as barras (72) a (78), que estão rigidamente ligadas às peças (68) e (70).

[058] A seguir, consideramos o que acontece na barra (72), com o entendimento de que a operação é a mesma nas barras (74) a (78).

[059] Sob o efeito do movimento temporário do reforço transversal (68), a barra (72) é movida abruptamente em direção à gaiola axial (8), na direção da seta (F1) na Figura 7. Esse movimento deve ser impedido de ser transmitido para o motor-redutor (172), para limitar os riscos de quebra e desgaste prematuro deste equipamento. Este movimento da barra (72) é transmitido para a tampa (728), o que resulta no aumento da pressão do óleo dentro da câmara de volume variável (C72). Este aumento de pressão é refletido pela descarga do óleo a partir da câmara (C72) em direção ao sistema de abastecimento (73), através do orifício (728A). Neste caso, a pressão do óleo que sai da câmara (C72) é maior do que a pressão de saída da bomba (734) e o óleo, bloqueado pela válvula de retenção (739), flui de volta para a cuba (736), através da válvula (738), como mostrado pela seta (F2) na Figura 7.

[060] Em outras palavras, devido ao movimento da barra (72) no sentido da seta (F1), o pistão (724), que está rigidamente fixado à cremalheira (272) através da haste (723) e do suporte (720), move-se dentro do alojamento (726) em uma direção que reduz o volume da câmara (C72). Isto torna possível, no sistema de coordenadas da estrutura secundária (46), que o pistão (724), a haste (723), o suporte (720) e a cremalheira (272) permaneçam fixados, enquanto a barra (72) se move na direção da seta (F1). Em outras palavras, o mecanismo de descarga (M72) permite um movimento relativo da cremalheira (272) e da barra (72), que impede a transmissão para o pinhão (273) e, através dele, o motor-redutor (172), de uma aceleração violenta que poderia danificar o motor (172A) e/ ou a engrenagem de redução (172B). O mecanismo de descarga (M72), portanto, constitui um mecanismo para proteger o motor elétrico (172A), a engrenagem de redução (172B) e o conjunto de pinhão e cremalheira (272-273) contra acelerações violentas que poderiam resultar de irregularidades de superfície da peça durante a modelagem no laminador (2).

[061] Comparando as Figuras 5 e 7, é possível notar que, embora a barra (71) tenha se movido para a esquerda, na direção da seta (F1), a cremalheira (272) e o pinhão (273) mantiveram suas posições, devido à redução no volume da câmara (C72).

[062] A gaiola axial (8) compreende dois rolos cônicos (82) e (84) destinados, respectivamente, a atuar na superfície frontal superior (P6) e na superfície frontal inferior (P8) da peça.

[063] Os rolos cônicos (82) e (84) são, cada um, rodados por um motor eléctrico (86) ou (88) suportado pela estrutura auxiliar (48).

[064] O rolo (82) é suportado por um prato de prensa (90) que é verticalmente móvel, ao longo de um eixo (Z90) paralelo aos eixos (Z62) e (Z66), em relação à estrutura secundária (48).

[065] Para esse fim, o prato de prensa (90) está rigidamente fixado a uma sapata (91), que, por sua vez, é engatada na extremidade inferior (92A) de uma barra ou coluna (92). Tal como as barras (72) a (78), a barra (92) torna possível transmitir, para o rolo (82), um movimento translacional ao longo do seu eixo longitudinal (X92) combinado com o eixo (Z90).

[066] O movimento da barra (92) ao longo do eixo (Z90) é controlado por uma cremalheira duplamente dentada (292), por sua vez controlada por dois motor-redutores (192) a (194) montados fixados na estrutura (48). Os pinhões (293) e (295) são respectivamente montados nos eixos de saída dos motor-redutores (192) e (194) e, simultaneamente, engrenam com os dois dentes fornecidos, em cada lado do eixo (Z90), na cremalheira (292).

[067] A cremalheira é guiada em translação ao longo do eixo (Z90) por trilhos formados em placas guia (197) e (199), estando a placa (199) em rasgo parcial na Figura 8 e completamente removida nas Figuras 9 e 10, para maior clareza dos desenhos. As placas (197) e (199) fazem parte da estrutura auxiliar (48). Os motor-redutores (192) e (194) estão fixados na estrutura (48) através da placa (197).

[068] A extremidade superior da barra (92) forma um pistão (924) que está engatado, de modo vedado devido a uma junta (924A), em um alojamento oco (926) disposto na parte inferior da cremalheira (292), no seu centro. Isto constitui uma câmara de volume variável (C92) definida entre a superfície superior (924B) do pistão (924) e a parte inferior (926B) do alojamento (926). Um tubo (291) passa através da cremalheira (292) sobre toda a sua altura, a partir do alojamento (926), o que torna possível ligar a câmara (C92) a um sistema (93) para abastecer esta câmara com óleo pressurizado. O sistema (93) compreende um tubo (932), uma bomba (934), uma cuba de coleta (936), uma válvula de retenção não tarada (938) e uma válvula de retenção (739).

[069] Na prática, o sistema de abastecimento (93) pode ou não ser idêntico ao sistema de abastecimento (73). Estes sistemas podem ser combinados.

[070] Durante a operação normal do laminador (2) mostrado nas Figuras 8 e 9, a pressão na câmara (C92) é suficiente para que a ligação cinemática entre a cremalheira (292) e o rolo cônico superior (82) seja rígida, o que permite um controle preciso da altura do referido rolo.

[071] Em caso de irregularidade saliente na superfície frontal superior (P6) ou na superfície frontal inferior, o rolo (82) é movido para cima, na direção da seta (F3) na Figura 10, que é refletido por uma translação vertical em direção ao topo do prato de prensa (90), da sapata (91) e da barra (92). Isto resulta na condução do óleo presente na câmara (C92) em direção ao sistema (93), portanto em direção à cuba (936) através da válvula (938), como explicado acima em relação a barra (72) e o sistema de abastecimento (73), que é mostrado pela seta (F4).

[072] A operação aqui é comparável à mencionada anteriormente no que diz respeito ao mecanismo de descarga (M72). Portanto, é formado na gaiola axial (8) um mecanismo de descarga (M92) que permite o controle preciso da altura do rolo cônico (82) em relação à estrutura auxiliar (48), durante a operação normal do laminador (2), e acomodação de qualquer irregularidade de superfície em uma das superfícies frontais (P6) ou (P8), sem risco de danificar os motor-redutores (192) e (194), enquanto os últimos são montados rigidamente em relação à estrutura secundária (48).

[073] Alternativamente, os sistemas (73) e (93) podem ser substituídos por outros sistemas para abastecer as câmaras de volume variável (C72, C74, C92, etc.) com óleo pressurizado a uma determinada pressão. É particularmente possível utilizar um reservatório de acumulador carregado com óleo à pressão desejada e associado a uma válvula de descarga tarada, ou a uma câmara de sobrecarga. No caso de uma câmara de sobrecarga, a haste (273) está rigidamente ligada ao suporte (720) e ao pistão (724), o que torna possível aspirar óleo para a câmara de sobrecarga, como uma seringa, antes de colocar a câmara de volume variável (C72) ou meios equivalentes sob uma pressão de cerca de 2,5 x 107 Pa (250 bars) enquanto empurra de volta o pistão (724), depois de ter cortado a comunicação entre esta câmara e a câmara de sobrecarga.

[074] No exemplo descrito acima, a invenção é implementada para controlar o movimento, em translação em relação às estruturas (46) e (48), dos rolos (66) e (82). Alternativamente, pode ser usado para apenas um desses rolos.

[075] De acordo com uma variante da invenção que não é mostrada, as barras (72) e (74), por um lado, e as barras (76) e (78), por outro lado, podem ser conectadas uma à outra por reforços transversais traseiros posicionados opostos ao reforço transversal (68) e à placa (70). Neste caso, um conjunto de pinhão e cremalheira acionado por um ou vários motor- redutores pode ser fornecido para controlar o movimento de cada reforço transversal traseiro ao longo do eixo (X2). A estrutura do conjunto de pinhão e cremalheira montada na estrutura auxiliar (46) pode ser inspirada por aquela mostrada nas figuras para a gaiola axial (8), com o equivalente da barra (92) que é posicionada horizontalmente e que ataca cada reforço transversal traseiro, em uma direção de separação em relação ao eixo (Z62) do rolo principal (62).

[076] De acordo com outra variante, um único conjunto de pinhão e cremalheira é usado para mover ambos os reforços transversais traseiros e, através deles, as quatro colunas. De acordo com ainda outra variante, um único reforço transversal conecta as quatro barras (72) a (78).

[077] O número de barras de tração utilizadas para controlar a translação do rolo (66) ao longo do eixo (X2) pode ser diferente de quatro.

[078] A forma de realização e as variantes consideradas acima podem ser combinadas para gerar novas formas de realização da invenção.

Claims

1. LAMINADOR CIRCULAR (2) compreendendo: - uma estrutura principal fixada (4); - um rolo cilíndrico interno (66) destinado a moldar uma face radial interna (P2) de uma peça anular (P) e um rolo cilíndrico externo (62) destinado a moldar uma face radial externa (P4) da peça anular (P) e rotacionado por um primeiro motor elétrico de acionamento (64), o rolo cilíndrico interno e o rolo cilíndrico externo sendo suportados por uma primeira estrutura auxiliar (46) montada na estrutura principal fixada (4); - um rolo cônico superior (82), destinado a moldar uma face frontal (P6) da peça anular (P) e um rolo cônico inferior (84) destinado a moldar uma face frontal (P8) da peça anular (P), o rolo cônico superior e o rolo cônico inferior sendo cada um rotacionado por um segundo motor elétrico de acionamento (86, 88) e suportados por uma segunda estrutura auxiliar (48) montada e móvel com relação a estrutura principal fixada (4); - pelo menos um conjunto de pinhão e cremalheira (272-273, 274275, 292-293-295) incluindo um pinhão e uma cremalheira para mover um dos rolos cilíndricos (62, 66) em translação em relação à primeira estrutura auxiliar (46) ou para mover um dos rolos cônicos (82,84) em translação com relação a segunda estrutura auxiliar (48); - um sistema (73, 93) para abastecer uma câmara de volume variável (C72, C74, C92) com fluido sob uma pressão maior ou igual a 1,0 x 107 Pa (100 bars), esse sistema para abastecer inclui um tubo (732), uma bomba (734) que fornece óleo à pressão de entrada, uma cuba (736), uma primeira válvula de retenção tarada (738) que liga o tubo (732) à cuba (736) e uma segunda válvula de retenção tarada (739), montada na direção oposta à da primeira válvula de retenção (738), na saída da bomba (732), para impedir que o fluido pressurizado circule através da bomba da sua saída para a sua entrada; e - pelo menos um motor-redutor elétrico (172-178, 192, 194), diferente do primeiro e do segundo motores de acionamento, para acionar o pinhão (273, 275, 293, 295) do conjunto de pinhão e cremalheira; o laminador circular (2) sendo caracterizado por: - o motor-redutor elétrico (172-178, 192, 194) estar montado de modo fixo em relação a uma das estruturas auxiliares (46, 48); - um mecanismo de descarga de fluido (M72, M74, M76, M78, M92) ser interposto em uma corrente cinemática para transmitir força entre a cremalheira (272, 274, 292) e o rolo (66, 82) movido por esta cremalheira para absorver a sobrecarga temporária transmitida à corrente cinemática, em caso de uma irregularidade de uma face da peça anular moldada pelo rolo; - o mecanismo de descarga de fluido compreender a câmara de volume variável (C72, C74, C92) abastecida com fluido pressurizado e cujo volume varia em função da posição relativa do rolo (66, 82) e da cremalheira (272, 274, 292); - o mecanismo de descarga de fluido ser configurado para absorver a sobrecarga temporária, sem que a cremalheira seja movida, pela descarga de pelo menos parte do fluido pressurizado da câmara de volume variável (C72, C74, C92); a corrente cinemática ser configurada de modo que, em caso de irregularidade saliente na superfície de uma peça anular moldada pelo rolo, o movimento causado por essa irregularidade na barra de transmissão da corrente cinemática tende a impulsionar o fluido pressurizado da câmara de volume variável para a cuba (736) através da primeira válvula de retenção tarada (738), reduzindo o volume da câmara de volume variável (C72, C74, C92).

2. LAMINADOR (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela barra de transmissão (72-78, 92) ser para transmitir um movimento ao rolo (66, 82) para mover a cremalheira (272, 274, 292) ao longo de um eixo longitudinal (X72-X78, X92) da barra, e em que a câmara de volume variável (C72, C74, C92) é definida entre: - por um lado, a barra de transmissão (92) ou uma peça (728) fixada à barra (72); e - por outro lado, a cremalheira (292) ou uma peça (724) fixada rigidamente à cremalheira (272).

3. LAMINADOR (2), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pela câmara de volume variável (C72, C74) ser definida dentro da barra (72-78).

4. LAMINADOR (2), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pela câmara de volume variável (C92) ser definida, ao longo do eixo longitudinal (X92) da barra (92), entre a cremalheira (292) e a barra.

5. LAMINADOR (2), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo mecanismo de descarga de fluido (M72, M74, M76, M78) compreender um pistão (724) fixado à cremalheira (272) e uma face (724B) da qual define a câmara de volume variável (C72, C74).

6. LAMINADOR (2), de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 e 5, caracterizado pelo pistão (724) ser montado deslizando dentro da barra (72), ao longo do eixo longitudinal (X72) da barra.

7. LAMINADOR (2), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo pistão (724) ser fixado à cremalheira (272) através de um suporte de cremalheira (720) e uma haste de conexão (723) entre o suporte de cremalheira e o pistão, em que o suporte de cremalheira e a haste de conexão também são montados deslizando dentro da barra (72), ao longo do eixo longitudinal (X72) da barra.

8. LAMINADOR (2), de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por compreender elementos (727, 729) para guiar na translação, ao longo do eixo longitudinal da barra (X72) e dentro da barra de transmissão, o suporte de cremalheira (720) ou a haste de conexão (723) ou ambos o suporte de cremalheira e a haste de conexão.

9. LAMINADOR (2), de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 8, caracterizado pela câmara de volume variável (C72, C74) ser definida entre a face (724B) do pistão (724) e uma tampa (728) que fecha um volume interno (726) da barra, oposta ao rolo (66).

10. LAMINADOR (2), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pela peça (924) da barra (92) ser recebida de forma vedada em uma cavidade interna (926) definida pela cremalheira (292) e em que a câmara de volume variável (C92) é formada pela parte desta cavidade não ocupada pela barra.

11. LAMINADOR (2), de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 e 10, caracterizado pela câmara de volume variável (C92) ser conectada ao sistema de fornecimento de fluido pressurizado (93) por um tubo (291) que passa através da cremalheira (292).

12. LAMINADOR (2), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado por cada rolo (66, 82) transladável em relação a uma das primeira e segunda estrutura auxiliar (46, 48) ser movido por um conjunto de pinhão e cremalheira (272-273, 274- 275, 292-293-295) acionado por um motor-redutor elétrico (172-178, 192, 194) montado de modo fixo em relação à uma das primeira e segunda estrutura auxiliar, com inserção de um mecanismo de descarga de fluido (M72, M74, M76, M78, M92) na corrente de transmissão de força cinemática entre cada cremalheira (272, 274, 292) e o rolo (66, 82) acionado pela cremalheira.

13. LAMINADOR (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo sistema abastecer a câmara de volume variável (C72, C74, C92) com fluido sob uma pressão maior ou igual a 2,0 x 107 Pa (200 bars).

14. LAMINADOR (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo sistema abastecer a câmara de volume variável (C72, C74, C92) com fluido sob uma pressão de 2,5 x 107 Pa (250 bars).

15. LAMINADOR (2), de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelos elementos para guiar incluírem patins de guia (727).

16. LAMINADOR (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo mecanismo de descarga de fluidos ser configurado para proteger o motor elétrico e uma engrenagem de redução do motor elétrico e proteger o conjunto de cremalheira contra acelerações violentas resultante de irregularidades da superfície na peça anular (P) durante a modelagem no laminador (2).

17. LAMINADOR (2), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender: - pelo menos um primeiro conjunto de pinhão e cremalheira (272273, 274-275) incluindo um pinhão e uma cremalheira para mover o rolo cilíndrico externo (62) em relação à estrutura principal fixada (4); - pelo menos um segundo conjunto de pinhão e cremalheira (292293-295) incluindo um pinhão e uma cremalheira para mover um dos rolos cônicos (82, 84) em relação à segunda estrutura auxiliar (48); - um primeiro motor-redutor elétrico (172, 174), diferente do primeiro e segundo motores de acionamento, para acionar o pinhão do primeiro conjunto de pinhão e cremalheira, o primeiro motor-redutor elétrico sendo montado de modo fixo em relação a primeira estrutura auxiliar; - um segundo motor-redutor elétrico (192, 194), diferente do primeiro e segundo motores de acionamento, para acionar o pinhão do segundo conjunto de pinhão e cremalheira, o segundo motor-redutor elétrico sendo montado de modo fixo em relação a segunda estrutura auxiliar; - um primeiro sistema (73) para abastecer uma primeira câmara de volume variável (C72, C74) com fluido sob uma pressão maior ou igual a 1,0 x 107 Pa (100 bars), esse primeiro sistema para abastecer inclui um primeiro tubo (732), uma primeira bomba (734) que fornece óleo à pressão de entrada, uma primeira cuba (736), uma primeira válvula de retenção tarada (738) que liga o primeiro tubo (732) à primeira cuba (736) e uma segunda válvula de retenção tarada (739), montada na direção oposta à da primeira válvula de retenção (738), na saída da primeira bomba (732), para impedir que o fluido pressurizado circule através da primeira bomba da sua saída para a sua entrada; - um segundo sistema (93) para abastecer uma segunda câmara de volume variável (92) com fluido sob uma pressão maior ou igual a 1,0 x 107 Pa (100 bars), esse segundo sistema para abastecer inclui um segundo tubo (732), uma segunda bomba (734) que fornece óleo à pressão de entrada, uma segunda cuba (736), uma terceira válvula de retenção tarada (738) que liga o segundo tubo (732) à segunda cuba (736) e uma quarta válvula de retenção tarada (739), montada na direção oposta à da terceira válvula de retenção (738), na saída da segunda bomba (732), para impedir que o fluido pressurizado circule através da segunda bomba da sua saída para a sua entrada; um primeiro mecanismo de descarga de fluido (M72, M74, M76, M78) é interposto em uma corrente cinemática entre a cremalheira do primeiro conjunto de pinhão e cremalheira e o rolo cilíndrico externo e compreendendo a primeira câmera de volume variável abastecida com fluido pressurizado pelo primeiro sistema de abastecimento e cujo volume varia em função da posição relativa do rolo cilíndrico externo e da cremalheira, a corrente cinemática sendo configurada para em caso de irregularidade saliente na superfície de uma peça anular moldada pelo rolo cilíndrico externo, o movimento causado por essa irregularidade na barra de transmissão da corrente cinemática tende a impulsionar o fluido pressurizado da primeira câmara de volume variável (C72, C74) para a primeira cuba (736) através da primeira válvula de retenção tarada (738), reduzindo o volume da primeira câmara de volume variável (C72, C74); e um segundo mecanismo de descarga de fluido (M92) é interposto em uma corrente cinemática entre a cremalheira do segundo conjunto de pinhão e cremalheira e o rolo cônico e compreendendo a segunda câmera de volume variável abastecida com fluido pressurizado pelo segundo sistema de abastecimento e cujo volume varia em função da posição relativa do rolo cônico e da cremalheira, a corrente cinemática sendo configurada para em caso de irregularidade saliente na superfície de uma peça anular moldada pelo rolo cônico, o movimento causado por essa irregularidade na barra de transmissão da corrente cinemática tende a impulsionar o fluido pressurizado da segunda câmara de volume variável (C92) para a segunda cuba (736) através da segunda válvula de retenção tarada (738), reduzindo o volume da segunda câmara de volume variável (C92).

18. MÉTODO PARA CONTROLAR A POSIÇÃO DE PELO MENOS UM ROLO (66, 82) PARA MOLDAR UMA FACE (P2-P8) DE UMA PEÇA ANULAR (P) a ser moldada dentro de um laminador circular (2) que compreende: - uma estrutura principal fixada (4); - um rolo cilíndrico interno (66) destinado a moldar uma face radial interna (P2) da peça anular (P) e um rolo cilíndrico externo (62) destinado a moldar uma face radial externa (P4) da peça anular (P) e rotacionado por um primeiro motor elétrico de acionamento (64), o rolo cilíndrico interno e o rolo cilíndrico externo sendo suportados por uma primeira estrutura auxiliar (46) montada na estrutura principal fixada (4); - um rolo cônico superior (82) destinado a moldar uma face frontal (P6) da peça anular (P) e um rolo cônico inferior (84) destinado a moldar uma face frontal oposta (P8) da peça anular (P), o rolo cônico superior e o rolo cônico inferior sendo cada um rotacionado por um segundo motor elétrico de acionamento (86, 88) e suportados por uma segunda estrutura auxiliar (48) montada e móvel com relação a estrutura principal fixada (4); - pelo menos um conjunto de pinhão e cremalheira (272-273, 274275, 292-293-295) para mover um dos rolos cilíndricos (66, 82) ou um dos rolos cônicos (82,84) em relação à estrutura principal fixada (4); - um sistema (73, 93) para abastecer uma câmara de volume variável (C72, C74, C92) integrada em um mecanismo de descarga (M72, M74, M76, M78, M92) interposto em uma corrente de transmissão de força cinemática entre a cremalheira (272, 274, 292) e o rolo (66, 82) movido por esta cremalheira, com fluido sob uma pressão maior ou igual a 1,0 x 107 Pa (100 bars), esse sistema para abastecer inclui um tubo (732), uma bomba (734) que fornece óleo à pressão de entrada, uma cuba (736), uma primeira válvula de retenção tarada (738) que liga o tubo (732) à cuba (736) e uma segunda válvula de retenção tarada (739), montada na direção oposta à da primeira válvula de retenção (738), na saída da bomba (732), para impedir que o fluido pressurizado circule através da bomba da sua saída para a sua entrada e; - pelo menos um motor-redutor elétrico (172-178, 192, 194), diferente do primeiro e segundo motores de acionamento, para acionar o pinhão (273, 275, 293, 295) do conjunto de pinhão e cremalheira, o método sendo caracterizado por compreender as seguintes etapas: a) fornecer fluido pressurizado à câmara de volume variável (C72, C74, C92) para endurecer esta corrente cinemática durante a operação normal do laminador (2) de modo a absorver a sobrecarga temporária transmitida à corrente cinemática, em caso de irregularidade da superfície moldada pelo rolo, e b) absorver a sobrecarga temporária, sem mover a cremalheira (272, 274, 292) pelo descarregamento (F2, F4) de pelo menos parte do fluido pressurizado da câmara de volume variável (C72, C74, C92) para a cuba (736) através da primeira válvula de retenção tarada (738), reduzindo o volume da câmara de volume variável (C72, C74, C92) devido a uma variação dimensional da corrente cinemática, em caso de irregularidade na face (P2-P8) da peça (P) que é moldada pelo rolo.