BR112020008691B1 - Dispositivo para calibrar um torno mecânico para rodeiro abaixo do piso sem um rodeiro de calibração, torno mecânico para rodeiro abaixo do piso, e método para calibrar um torno mecânico para rodeiro abaixo do piso - Google Patents

Abstract

a presente invenção refere-se a um dispositivo (22) para calibrar um torno mecânico para rodeiro abaixo do piso (3) sem um rodeiro de calibração, compreendendo: um motor (23) com um eixo de rotação (d); um rolete de atrito (24); e uma ponte de medida (18), em que o rolete de atrito (24) é conectado ao eixo acionador do motor (23). o objetivo da invenção é propiciar uma calibração mais simples sem um rodeiro de calibração. isso é alcançado pelo fato de que o rolete de atrito (24) tem uma superfície de atrito aproximadamente cilíndrica com um diâmetro nominal definido. a invenção refere-se adicionalmente a um torno mecânico para rodeiro abaixo do piso (3), que compreende esse dispositivo (22), e a um método para calibrar um torno mecânico para rodeiro abaixo do piso (3).

Description

[0001] A presente invenção refere-se a um dispositivo para calibrar um torno mecânico para rodeiro abaixo do piso sem um rodeiro de calibração, compreendendo: um motor com um eixo de rotação; um rolete de atrito, e uma ponte de medida, com o rolete de atrito sendo conectado ao eixo acionador do motor.

[0002] A invenção também se refere a um torno mecânico para rodeiro abaixo do piso com esse dispositivo.

[0003] Por fim, a invenção refere-se a um método para calibrar um torno mecânico para rodeiro abaixo do piso.

[0004] Os tornos mecânicos para rodeiros abaixo do piso são dispositivos de usinagem populares, que são capazes de reperfilar rodeiros instalados em veículos ferroviários, isto é, reproduzir o perfil do disco de roda original. Além da usinagem de rodeiros instalados no veículo, essas máquinas são capazes de reperfilar rodeiros individuais ou rodeiros em truques.

[0005] Os tornos mecânicos abaixo do piso são frequentemente equipados com sistemas de medida integrados, referidos no presente relatório descritivo como dispositivos de medida, que podem medir o estado de desgaste do rodeiro ou de uma roda individual a ser reperfilado. Esse dispositivo de medida, à parte dessa medida de avanço, é capaz de medir o rodeiro recém-perfilado e determinar se o perfil gerado corresponde à especificação-alvo. O dispositivo de medida está usualmente presente uma vez conforme o suporte da ação de tornear nesses tornos abaixo do piso, para medir simultaneamente os discos de roda direito e esquerdo. É frequentemente localizado diretamente ao lado do eixo do torno mecânico, no qual a ferramenta de torneamento é presa por meio de um dispositivo de troca rápida. Todos esses dispositivos de medida são capazes de medir os valores X e Z, para avaliar o perfil do disco de roda. Além do mais, roletes de medida estão presentes nesses dispositivos de medida para determinar os diâmetros dos rodeiros, que são acionados rotativamente juntamente com os roletes de medida. A mesma técnica é também usada em tornos mecânicos para rodeiros móveis.

[0006] Para calibrar o dispositivo de medida de um torno mecânico abaixo do piso, um rodeiro de calibração é normalmente usado, que tem um certificado de teste e serve como um padrão de medida. Por fornecimento desse rodeiro de calibração e de medidas de características geométricas determinadas previamente nesse rodeiro de calibração, pode-se verificar se os eixos individuais do dispositivo de medida estão ajustados corretamente e podem, portanto, gerar valores de medida corretos.

[0007] A operação de rodeiros de calibração é, no entanto, muito complexa devido ao tamanho deles e aos seus pesos, de modo que uma operação de calibração, que compreende, possivelmente, várias medidas dos rodeiros de calibração, é muito complexa.

[0008] Em comparação com esses antecedentes, o objeto associado à invenção é simplificar a operação de calibração de tornos mecânicos abaixo do piso.

[0009] Esse objeto é atingido no caso de um dispositivo descrito no início desse documento pelo fato de que o rolete de atrito tem uma superfície de atrito aproximadamente cilíndrica com um diâmetro nominal definido.

[0010] O dispositivo serve para calibrar um torno mecânico abaixo do piso sem usar um rodeiro de calibração. O dispositivo compreende, primeiramente, um motor com um eixo de rotação e um rolete de atrito, com o rolete de atrito sendo conectado ao eixo acionador do motor. O motor pode ser, por exemplo, um motor elétrico, em particular, um servomotor elétrico. O dispositivo pode compreender também uma ponte de medida. A ponte de medida serve para estender trilhos na direção transversal e representar uma dimensão nominal definida na direção transversal. Um motor, com um eixo de rotação e um rolete de atrito, é, de preferência, em todos os casos, dispostos em ambas as extremidades da ponte de medida, de modo que dois dispositivos de medida possam ser calibrados simultaneamente em lados opostos dos dois trilhos. Em particular, a direção z dos dispositivos de medida pode ser calibrada na ponte de medida, que tenha sido conduzida até o momento por contato das superfícies internas das rodas de um rodeiro de calibração.

[0011] O motor serve para acionar os roletes de atrito de modo que estes girem em torno do eixo de rotação do motor.

[0012] Como o rolete de atrito tem uma superfície de atrito aproximadamente cilíndrica, com um diâmetro nominal definido, o rolete de atrito pode substituir um rodeiro de calibração. Uma vez que, como um rodeiro de calibração ("rodeiro ajustador"), o rodeiro de calibração tem também uma dimensão definida, em particular, um diâmetro definido, que pode ser medido durante a calibração para verificar se o valor medido é consistente com a dimensão nominal conhecida. O rolete de atrito tem, de preferência, um diâmetro nominal com uma tolerância na faixa de < 1/100 mm. O diâmetro nominal do rolete de atrito deve ter tolerâncias mais estreitas do que é usualmente o caso com os rodeiros de calibração, de modo que uma calibração mais exata é possível. Pode-se proporcionar que o rodeiro de calibração tenha duas ou mais seções com diferentes diâmetros nominais. Isso propicia medidas e calibrações com diferentes diâmetros, com o que um cheque de plausibilidade pode ocorrer.

[0013] Portanto, é possível com o dispositivo calibrar o dispositivo de medida integrado dos tornos mecânicos para rodeiros abaixo do piso, sem precisar e ter que fornecer um rodeiro de calibração.

[0014] De acordo com uma configuração do dispositivo, proporciona-se que o dispositivo compreenda um meio para detectar a posição de rotação do motor e/ou do rolete de atrito. A detecção da posição de rotação serve para possibilitar a condução de uma calibração exata.

[0015] Em relação a essa configuração, propõe-se ainda que um codificador incremental, em particular, um codificador incremental integrado com o motor, é u ado como o meio para detectar a posição de rotação do motor e/ou do rolete de atrito. Um codificador incremental propicia uma detecção particularmente precisa da posição de rotação do motor e/ou do rolete de atrito. Além disso, um codificador incremental tem a vantagem que ele pode prover valores de posição incrementais e absolutos.

[0016] De acordo com outro projeto do dispositivo, proporciona-se que o rolete de atrito seja removível, em particular, seja conectado por um conjunto de aperto ao eixo acionador do motor. Uma conexão removível de motor e rolete de atrito tem a vantagem que o rolete de atrito pode ser trocado facilmente. Desse modo, diferentes roletes de atrito podem ser usados. Um conjunto de aperto, nesse caso, propicia uma troca particularmente conveniente do rolete de atrito.

[0017] De acordo com outra configuração do dispositivo, proporciona-se que o motor e/ou o rolete de atrito seja ou sejam conectados removivelmente a um suporte de ferramenta de um portador de ferramenta. Por meio do motor e, possivelmente, do rolete de atrito, preso nele, que é montado em uma interface de ferramenta, uma calibração particularmente precisa é propiciada uma vez que as interfaces de ferramentas têm, tipicamente, uma posição precisamente definida com tolerâncias estreitas. Além disso, as interfaces de ferramentas têm, frequentemente, interfaces padronizadas, que propiciam uma troca simples e rápida.

[0018] O objeto é também atingido por um torno mecânico para um rodeiro abaixo do piso, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, para calibrar o torno mecânico para rodeiro abaixo do piso em um rodeiro de calibração. Um torno mecânico para rodeiro abaixo do piso serve para usinar rodeiros de veículos ferroviários, portando, compreende, tipicamente, pelo menos uma ferramenta, em particular, pelo menos uma ferramenta de torneamento.

[0019] O objeto é finalmente atingido para calibrar um torno mecânico para rodeiro abaixo do piso, compreendendo as seguintes etapas: a) dotar um torno mecânico para rodeiro abaixo do piso com um dispositivo de medida; b) proporcionar um dispositivo para calibrar; e c) calibrar o torno mecânico para rodeiro abaixo do piso, em particular, calibrar o sistema de medida. De acordo com a invenção, proporciona-se que a calibração ocorra sem o uso de um rodeiro de calibração. Por eliminação do uso de um rodeiro de calibração pesado, a operação de calibração pode ser conduzida essencialmente mais rapidamente e a um custo mais efetivo.

[0020] A eliminação de um rodeiro de calibração pode ser, por exemplo, alcançada pelo fato de que a calibração ocorre por um dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5. Quando do uso do dispositivo descrito previamente, um rodeiro de calibração pode ser eliminado uma vez que o rolete de atrito do dispositivo pode assumir a função dos discos de rodas do rodeiro de calibração.

[0021] De acordo com uma configuração do método, proporciona- se que a calibração compreenda as seguintes etapas parciais: c1) colocar um rolete de atrito em contato com um rolete de medida do dispositivo de medida; c2) acionar o rolete de atrito e/ou o rolete de medida de modo que os roletes rolem entre eles; c3) medir o rolete de atrito, em particular, medir o diâmetro do rolete de atrito; e c4) calibrar o dispositivo de medida considerando os valores medidos na etapa c3).

[0022] De acordo com outra configuração do método, as seguintes etapas podem ser finalmente proporcionadas: c4a) calibrar o eixo x por contato entre o rolete de atrito 924) e um rolete de medida (11, 12) e/ou c4b) calibrar o eixo z por contato entre a ponte de medida (18) e um rolete de medida (11, 12).

[0023] O dispositivo pode compreender uma escala dimensional, chamada uma ponte de medida, que serve para calibrar os eixos z dos sistemas de medida integrados. Essa pode ser, por exemplo, presa no trilho deslocável de um torno mecânico para rodeiro abaixo do piso. Além do mais, o dispositivo pode compreender um rolete de medida acionado, que pode ser acomodado nas interfaces de ferramentas presentes na máquina, e que propicia uma calibração das mesmas por rolamento do dispositivo de medida de diâmetro.

[0024] Em vez de um rodeiro de calibração, a ponte de medida pode ser, portanto, presa na máquina, que é atingido por uns poucos movimentos manuais. Por exemplo, a ponte de medida pode ser presa no trilho deslizante. De modo similar, o dispositivo de medida de diâmetro pode ser instalado no retentor de ferramenta adjacente do dispositivo de medida a ser medido.

[0025] O sistema de medida do respectivo lado da máquina pode ser, portanto, posicionado e calibrado na direção do eixo z na ponte de medida, o que, até então, ocorre no lado interno do rodeiro de calibração. A roda de medida do dispositivo de medida é calibrada no dispositivo de medida de diâmetro. Para esse fim, a roda de medida do dispositivo de medida é posicionada e comprimida no rolete de atrito acionado, de modo que o rolete de atrito acione a roda de medida sem deslizamento, tão logo seja posto em movimento. A rotação definida do rolete de atrito ocorre então, que, simultaneamente, aciona uma roda de medida sem deslizamento. Uma comparação das velocidades de rotação com o deslocamento simultâneo dos dois diâmetros envolvidos da roda de atrito e da roda de medida permite, portanto, a calibração da roda de medida. Adicionalmente, o ponto de contato do rolete de medida com o rolete de atrito pode ser usado como o valor x para calibrar o dispositivo de medida.

[0026] A invenção é caracterizada pelo fato de que: - nenhum rodeiro de calibração é necessário, que precise ser produzido em uma maneira complexa e que envolve esforços de manuseio excessivos durante a calibração; - uma calibração mais precisa da máquina é possível uma vez que a escala dimensional do padrão de medida pode ser produzida e medida mais simplesmente; - esforços secundários para prender o rodeiro de calibração não são necessários, tal como um suporte de armazenamento, um guindaste para introduzir o rodeiro de calibração no trilho em frente da máquina, etc.; e - uma calibração mais rápida da máquina é possível.

[0027] A invenção é explicada em mais detalhes abaixo com base em um desenho, que representa meramente uma concretização exemplificativa preferida. No desenho, mostra-se: Figura 1: um dispositivo de medida de um torno mecânico para rodeiro abaixo do piso conhecido da técnica anterior; Figura 2A: a estrutura do dispositivo de medida da Figura 1; Figura 2B: uma seção pelo dispositivo de medida da Figura 2A; Figura 3: uma ponte de medida de um dispositivo de acordo com a invenção para calibrar um torno mecânico para rodeiro abaixo do piso no trilho de um torno mecânico para rodeiro abaixo do piso; Figura 4A: um dispositivo de acordo com a invenção para calibrar um torno mecânico para rodeiro abaixo do piso em representação esquemática; Figura 4B: o dispositivo da Figura 4A em uma representação em perspectiva ampliada; e Figura 4C: uma seção pelo dispositivo da Figura 4B.

[0028] A Figura 1 mostra um dispositivo de medida 1 conhecido da técnica anterior, que é disposto em um suporte de rotação 2 de um torno mecânico para rodeiro abaixo do piso 3 (representado apenas parcialmente na Figura 1). O torno mecânico para rodeiro abaixo do piso 3 serve para usinar um rodeiro 4 de um veículo ferroviário e tem um acionamento de rolete de atrito 5, que serve para acionar o rodeiro 4 por seus discos de roda 4' e girá-lo em torno do seu eixo A. Um portador de ferramenta 6 é também disposto no suporte de rotação 2, que pode receber diferentes ferramentas. O torno mecânico para rodeiro abaixo do piso 3 também compreende um travessão 7, que se estende paralelo ao eixo A do rodeiro 4, e um fuso 8, que também se estende paralelo ao eixo A do rodeiro. Uma rotação do fuso 8 promove um deslocamento linear do suporte de rotação 2 na direção do eixo A do rodeiro 4, isto é, paralelo ao travessão 7.

[0029] A estrutura do dispositivo de medida 1 da Figura 1 é mostrada na Figura 2A. De modo similar, o disco de roda 4' do rodeiro 4 é representado. As partes já descritas relativas à Figura 1 são dotadas com números de referência correspondentes na Figura 2A e em todas as outras figuras. O dispositivo de medida 1 compreende uma parte inferior 9 e uma parte superior móvel 10, que pode ser deslizada relativa à parte inferior 9 ao longo do eixo A do rodeiro 4. A parte inferior 9 também pode ser deslizada na direção x da máquina. O dispositivo de medida 1 também compreende um rolete de medida de superfície de curso 11 e um rolete de medida posterior 12, com ambos os roletes de medida 11, 12 sendo suportados rotativamente na parte superior móvel 10 do dispositivo de medida 1. Detalhes mais precisos são apresentados na estrutura e na funcionalidade do dispositivo de medida 1 abaixo em relação à Figura 2B.

[0030] A Figura 2B mostra uma seção pelo dispositivo de medida da Figura 2A. As partes já descritas relativas à Figura 1 ou Figura 2A são também dotadas com os números de referência correspondentes na Figura 2B. A parte móvel 10 é deslocável linearmente relativa à parte inferior 9, que é implementada por um guia 13. O dispositivo de medida 1 tem um alojamento 14, que compreende duas partes de alojamento 14A, 14B na configuração representada na Figura 2A. Ambos o rolete de medida de superfície de curso 11 e o rolete de medida posterior 12 são suportados rotativamente relativos ao alojamento 14, com o rolete de medida de superfície de curso 11 sendo suportado rotativamente pelo mancal de rolete 15A, com relação à parte de alojamento 14A, e com o rolete de medida posterior 12 sendo suportado rotativamente pelo mancal de rolete 15B, com relação à parte de alojamento 14B. O rolete de medida de superfície de curso 11 e o rolete de medida posterior 12 são suportados rotativamente independentemente um do outro. O dispositivo de medida 1 também tem um sensor de rotação 16, que é conectado ao alojamento 14 e pode ser conectado por meio de um acoplamento 17 ao rolete de medida de superfície de curso 11 e ser separado dele de novo.

[0031] Uma ponte de medida de um dispositivo, de acordo com a invenção, para calibrar um torno mecânico para rodeiro abaixo do piso é representada na Figura 3 no trilho de um torno mecânico para rodeiro abaixo do piso. As partes já descritas relativas às Figuras 1 - 2B são também dotadas com os números de referência correspondentes na Figura 3. A ponte de medida 18 tem um suporte 19 em ambas as extremidades, por meio do qual a ponte de medida 18 pode ser deslizada ao longo dos trilhos deslizantes 20. Dois dos dispositivos de medida 1 descritos acima são também representados, que são em todos os casos associados a um trilho deslizante 20. Vários portadores de roletes 21 são também representados, nos quais os acionamentos de roletes de atrito 5, já descritos previamente (Figura 1), são suportados, que são suportados deslocavelmente na direção vertical para levantar e abaixar os rodeiros (representados por setas duplas na Figura 3).

[0032] A Figura 4A mostra um dispositivo 22, de acordo com a invenção, para calibrar um torno mecânico para rodeiro abaixo do piso em uma representação esquemática. As partes já descritas relativas às Figuras 1 - 3 são também dotadas com os números de referência correspondentes na Figura 4A. O dispositivo 22 compreende um motor 23 e um rolete de atrito 24 ("rolete de medida"), que é suportado de modo a ser rotativo em torno de um eixo de rotação D. O motor 23 pode ser, por exemplo, um servomotor elétrico. O motor 23 tem, de preferência, um codificador incremental integrado para detectar a posição de rotação. O dispositivo 22 pode ser montado em um suporte de ferramenta 6', que é disposto no portador de ferramenta 6. Uma vez que as interfaces de ferramentas precisam ter tolerâncias muito estreitas, uma calibração particularmente precisa pode ser obtida por uso do suporte de ferramenta 6'. Como já descrito em relação à Figura 1, o portador de ferramenta 6, como o dispositivo de medida 1, é montado no suporte de rotação 2. O dispositivo (de calibração) 22 é montado de modo que seu rolete de atrito 24 entre em contato com o dispositivo de medida 1 e, em particular, contate o rolete de medida de superfície de curso 11 do dispositivo de medida 1. Desse modo, o dispositivo de medida 1 pode ser calibrado pelo dispositivo 22, sem que um rodeiro de calibração ou um rodeiro ajustador seja necessário. [0033] O dispositivo 22 da Figura 4A é mostrado na Figura 4B em uma representação em perspectiva, ampliada. A Figura 4C mostra finalmente uma seção pelo dispositivo 22 da Figura 4B. As partes já descritas relativas às Figuras 1 - 4A são também dotadas com os números de referência correspondentes nas Figuras 4B e 4C. Pode-se perceber nas figuras que o rolete de atrito 24 tem uma superfície externa aproximadamente cilíndrica, que pode acionar o rolete de medida de superfície de curso 11 do dispositivo de medida 1 com base em atrito. O dispositivo 22 pode, em vez de uma ferramenta, ser montado no portador de ferramenta 6, uma vez que durante a calibração uma ferramenta (por exemplo, para usinar o rodeiro) não é necessária. A montagem ocorre por um braço angular 25. O rolete de atrito 24 pode ser conectado por um conjunto de aperto 26 ao dispositivo 22 e separado dele. LISTA DE NÚMEROS DE REFERÊNCIA 1: dispositivo de medida 2: suporte de rotação 3: torno mecânico para rodeiro abaixo do piso 4: rodeiro 4': disco de roda (do rodeiro 4) 5: acionamento de rolete de atrito 6: portador de ferramenta 6': suporte de ferramenta 7: travessão 8: fuso 9: parte inferior (do dispositivo de medida 1) 10: parte superior (do dispositivo de medida 1) 11: rolete de medida de superfície de curso 12: rolete de medida posterior 13: guia 14: alojamento 14A, 14B: parte de alojamento 15A, 15B: mancal de rolete 16: sensor de rotação 17: acoplamento 18: ponte de medida 19: suporte 20: trilho deslizante 21: portador de rolete 22: dispositivo para calibração 23: motor 24: rolete de atrito 25: ângulo 26: conjunto de aperto A: eixo (do rodeiro 4) D: eixo de rotação (do rolete de atrito 24)

Claims (8)

1. Dispositivo (22) para calibrar um dispositivo de medida integrado de um torno mecânico para rodeiro abaixo do piso (3) sem um rodeiro de calibração, compreendendo: - um motor (23) com um eixo de rotação (D); - um rolete de atrito (24); e - uma ponte de medida (18), - em que o rolete de atrito (24) é conectado ao eixo acionador do motor (23); e - em que o rolete de atrito (24) tem uma superfície de atrito aproximadamente cilíndrica com um diâmetro nominal definido, caracterizado pelo fato de que o o dispositivo (22) compreende um meio para detectar a posição de rotação do motor (23) e/ou do rolete de atrito (24).

2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um codificador incremental, em particular um codificador incremental integrado com o motor (23), é usado como o meio para detectar a posição de rotação do motor (23) e/ou do rolete de atrito (24).

3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o rolete de atrito (24) é conectado removivelmente, em particular por um conjunto de aperto (26), ao eixo acionador do motor (23).

4. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o motor (23) e/ou o rolete de atrito (24) é ou são conectado(s) removivelmente a um suporte de ferramenta (6') de um portador de ferramenta (6).

5. Torno mecânico para rodeiro abaixo do piso (3) com um dispositivo (22), como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de ser para calibrar o torno mecânico para rodeiro abaixo do piso (3) sem um rodeiro de calibração.

6. Método para calibrar um torno mecânico para rodeiro abaixo do piso (3), compreendendo as seguintes etapas: a) proporcionar um torno mecânico para rodeiro abaixo do piso (3) com um dispositivo de medida (1); b) proporcionar um dispositivo para calibrar; e c) calibrar o torno mecânico para rodeiro abaixo do piso (3), em particular calibrar o sistema de medida (1), caracterizado pelo fato de que a calibração ocorre sem o uso de um rodeiro de calibração e pelo fato de que a calibração compreende as seguintes etapas parciais: c1) colocar um rolete de atrito (24) em contato com um rolete de medida (11, 12) do dispositivo de medida (1); c2) acionar o rolete de atrito (24) e/ou o rolete de medida (11, 12) de modo que os roletes (11, 12, 24) rolem entre eles; c3) medir o rolete de atrito (24), em particular medir o diâmetro do rolete de atrito (24); e c4) calibrar o dispositivo de medida (1) considerando os valores medidos na etapa c(3).

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a calibração ocorre por meio de um dispositivo (22), como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5.

8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 ou 7, caracterizado pelo fato das seguintes etapas: c4a )calibrar o eixo x por contato entre o rolete de atrito (24) e um rolete de medida (11, 12); e/ou c4b) calibrar o eixo z por contato entre a ponte de medida (18) e um rolete de medida (11, 12).