BR112020012038A2

BR112020012038A2 - dispositivo para formar uma ranhura circunferencial em um elemento de tubo, e, pluralidade de cames

Info

Publication number: BR112020012038A2
Application number: BR112020012038-3A
Authority: BR
Inventors: Douglas R. Dole
Original assignee: Victaulic Company
Priority date: 2017-12-19
Filing date: 2018-12-12
Publication date: 2020-11-24
Also published as: AU2018388797A1; JP2021506588A; KR102435653B1; CA3085439A1; WO2019125855A1; PL3727609T3; TWI697368B; EP3750644A1; MX2020006470A; JP7304387B2; US20210170468A1; ES2970687T3; AU2021203527B2; JP7013583B2; PL3750644T3; JP2021181122A; NZ765412A; RU2764631C1; EP3727609A4; CA3085439C

Abstract

Um dispositivo para formar ranhuras circunferenciais em elementos de tubo usa múltiplos corpos de came engrenados para girar em relação ao carrinho. As engrenagens engatam com o pinhão, o que faz com que os corpos de came engrenados girem em relação ao carrinho. Superfícies de tração e superfície de came nos corpos de came atravessam a superfície externa do elemento de tubo e imprimem uma ranhura circunferencial no mesmo. Para substancialmente impedir a rotação do elemento de tubo, o diâmetro de círculo de passo do pinhão é igual ao diâmetro externo do elemento de tubo e os diâmetros de círculo de passo das superfícies de tração são iguais aos diâmetros de círculo de passo das engrenagens.

Description

DISPOSITIVO PARA FORMAR UMA RANHURA CIRCUNFERENCIAL EM UM ELEMENTO DE TUBO, E, PLURALIDADE DE CAMES Referência Cruzada a Pedidos Relacionados

[001] Esse pedido é baseado em, e reivindica, o benefício da prioridade pedido provisional US n.º 62/607.340, depositado em 19 de dezembro de 2017, e pedido provisional US n.º 62/717.086, depositado em 10 de agosto de 2018, ambos desses pedidos sendo aqui incorporados para referência. Campo da Invenção

[002] Essa invenção se refere a máquinas que usam cames para trabalhar a frio elementos de tubo. Fundamentos

[003] O trabalho a frio em elementos de tubo, por exemplo, a impressão de uma ranhura circunferencial em um elemento de tubo para aceitar um acoplamento de tubo mecânico, é vantajosamente realizado usando máquinas de abertura de ranhura por rolos tendo um rolo interno, que engata uma superfície interna do elemento de tubo, e um cilindro externo, que simultaneamente engata uma superfície externa do elemento de tubo, oposto ao rolo interno. Conforme o tubo é girado em torno de seu eixo geométrico longitudinal, frequentemente por acionamento do rolo interno, o rolo externo é progressivamente forçado na direção para o rolo interno. Os rolos têm perfis de superfície, que são impressos sobre a circunferência de elemento de tubo conforme ele gira, formando assim uma ranhura circunferencial.

[004] Existem vários desafios, com os quais essa técnica se confronta, se existirem elementos de tubo de trabalho a frio com as tolerâncias requeridas para a precisão necessária. A maioria da compressão mais premente são as dificuldades associadas à produção de uma ranhura de raio desejado (medido a partir do centro do furo de elemento de tubo para a base da ranhura) dentro de uma faixa de tolerância desejada. Adicionalmente,

a impressão de uma ranhura circunferencial próxima a extremidade de um elemento de tubo frequentemente causa com que a região de extremidade do elemento de tubo se expanda no diâmetro, um fenômeno conhecido como “alargamento”. Alargamento e tolerâncias de elementos de tubo devem ser levados em conta no projeto de acoplamentos mecânicos e vedações, e isso complica seu projeto e fabricação. Essas considerações resultaram em complicados dispositivos da técnica anterior que, por exemplo, requerem atuadores para forçar os rolos para o engate com o elemento de tubo e a necessidade para o operador ajustar o deslocamento de rolos para obter o desejado raio de ranhura. Adicionalmente, as máquinas de abertura de ranhura por rolos da técnica anterior aplicam significante torque ao elemento de tubo e têm baixas taxas de produção, frequentemente requerendo muitas revoluções do elemento de tubo para obter uma ranhura circunferencial acabada.

[005] Existe claramente uma necessidade de dispositivos, por exemplo, aqueles que usam cames, para precisamente trabalhar a frio elementos de tubo, que sejam simples, mas produzam resultados mais rápidos com menos envolvimento do operador. Sumário

[006] A invenção se refere a um dispositivo para formar uma ranhura circunferencial em um elemento de tubo. Em uma modalidade de exemplo, o dispositivo compreende um pinhão fixado contra rotação em torno de um eixo geométrico de pinhão arranjado coaxialmente ao pinhão. Uma matriz de expansão é posicionada adjacente ao pinhão e concêntrica com o eixo geométrico de pinhão. A matriz de expansão tem uma pluralidade de segmentos de matriz móveis radialmente na direção para, e para longe de, o eixo geométrico de pinhão. Cada segmento de matriz tem uma face de matriz voltada para longe do eixo geométrico de pinhão e engatável com uma superfície interna do elemento de tubo quando movido para longe do mesmo. Um atuador é acoplado à matriz de expansão para mover os segmentos de matriz na direção para, e para longe de, o eixo geométrico de pinhão. Um carrinho circunda a matriz de expansão. O carrinho é rotativo em torno do eixo geométrico de pinhão. O carrinho define uma abertura arranjada coaxialmente ao eixo geométrico de pinhão para receber o elemento de tubo. Uma pluralidade de engrenagens são montadas no carrinho. Cada engrenagem é rotativa relativamente ao carrinho em torno de um respectivo eixo geométrico de engrenagem. Cada engrenagem engata com o pinhão. Um de uma pluralidade de corpos de came é, cada, montado em uma respectiva das engrenagens. Uma de uma pluralidade de primeiras superfícies de came se estende em torno de um respectivo dos corpos de came. Cada uma das primeiras superfícies de came compreende uma região de raio crescente e uma descontinuidade. O elemento de tubo é posicionado entre as é voltada de matriz e as primeiras superfícies de came, quando o elemento de tubo é recebido dentro da abertura.

[007] Em uma modalidade de exemplo, o atuador compreende uma barra de tração posicionada coaxialmente à matriz de expansão e móvel ao longo do eixo geométrico de pinhão. O movimento da barra de tração move os segmentos de matriz na direção para, e para longe de, o eixo geométrico de pinhão. Um cilindro tem um êmbolo acoplado à barra de tração para mover a barra de tração ao longo do eixo geométrico de pinhão. A título de exemplo, cada da engrenagem pode ter um mesmo diâmetro de círculo de passo. Pelo menos uma superfície de tração pode se estender em torno de um dos corpos de came. A pelo menos uma superfície de tração é engatável com o elemento de tubo. Adicionalmente, a título de exemplo, o pinhão pode ter um diâmetro de círculo de passo igual a um diâmetro externo do elemento de tubo.

[008] Em uma modalidade de exemplo, pelo menos uma superfície de tração se estende em torno de um dos corpos de came. A pelo menos uma superfície de tração é engatável com o elemento de tubo. A pelo menos uma superfície de tração tem um diâmetro de círculo de passo igual a um diâmetro de círculo de passo de uma das engrenagens.

[009] Em um exemplo, cada uma das primeiras superfícies de came compreende adicionalmente uma região de raio constante posicionada adjacente a uma respectiva das descontinuidades.

[0010] A título de exemplo, a pelo menos uma superfície de tração tem um interstício na mesma, o interstício sendo alinhado axialmente com a descontinuidade da primeira superfície de came circundando o um corpo de came. Adicionalmente, por exemplo, a pelo menos uma superfície de tração tem um interstício na mesma, o interstício sendo alinhado axialmente com a descontinuidade da primeira superfície de came circundando o um corpo de came.

[0011] Uma modalidade de exemplo compreende adicionalmente uma pluralidade das superfícies de tração. Cada uma das superfícies de tração se estende em torno de um respectivo dos corpos de came. Cada uma das superfícies de tração tem um interstício na mesma. Cada interstício é alinhado axialmente com uma respectiva das descontinuidades das primeiras superfícies de came em cada um dos corpos de came. Em um exemplo, a pelo menos uma superfície de tração é posicionada no um corpo de came em relação espaçada à primeira superfície de came se estendendo em torno do um corpo de came. Em um exemplo adicional, a pelo menos uma superfície de tração é posicionada no um corpo de came em relação espaçada à primeira superfície de came se estendendo em torno do um corpo de came.

[0012] Uma modalidade de exemplo pode compreender pelo menos três engrenagens. Outra modalidade de exemplo pode compreender pelo menos quatro engrenagens. Adicionalmente, a título de exemplo, uma das primeiras superfícies de came é posicionada entre a engrenagem e a pelo menos uma superfície de tração. Em outro exemplo, uma das primeiras superfícies de came é posicionada próxima à pelo menos uma superfície de tração. Em uma modalidade de exemplo, a pelo menos uma superfície de tração compreende uma pluralidade de projeções se estendendo para fora a partir da mesma. Uma modalidade de exemplo compreende adicionalmente uma pluralidade de segundas superfícies de came. Cada uma das segundas superfícies de came se estende em torno de um respectivo dos corpos de came e é posicionada em relação espaçada em relação a uma respectiva das primeiras superfícies de came. Cada uma das segundas superfícies de came pode compreender uma região de raio crescente e uma descontinuidade. Cada descontinuidade das segundas superfícies de came é alinhada com uma respectiva das descontinuidades das primeiras superfícies de came.

[0013] Adicionalmente, a título de exemplo, cada uma das segundas superfícies de came pode compreender uma região de raio constante posicionada adjacente a uma respectiva das descontinuidades das segundas superfícies de came. Em outra modalidade de exemplo, cada uma das segundas superfícies de came tem um raio constante.

[0014] Uma modalidade de exemplo compreende adicionalmente pelo menos uma superfície de tração se estendendo em torno de um dos corpos de came. A pelo menos uma superfície de tração tem um interstício na mesma. O interstício é alinhado axialmente com a descontinuidade da primeira superfície de came circundando o um corpo de came. Em um exemplo adicional, a pelo menos uma superfície de tração compreende uma pluralidade de projeções se estendendo para fora a partir da mesma. Em uma modalidade de exemplo, a primeira superfície de came circundando o um corpo de came é posicionada entre a pelo menos uma superfície de tração e a segunda superfície de came circundando o um corpo de came.

[0015] Em uma modalidade de exemplo, as primeiras e as segundas superfícies de came circundando o um corpo de came são posicionadas entre a pelo menos uma superfície de tração e uma das engrenagens, em que o um corpo de came é montado. Em um exemplo adicional, a primeira superfície de came circundando o primeiro corpo de came é posicionada próxima à pelo menos uma superfície de tração. A pelo menos uma superfície de tração pode ter um diâmetro de círculo de passo igual a um diâmetro de círculo de passo de uma das engrenagens. Um exemplo compreende adicionalmente uma pluralidade de superfícies de tração. Cada uma das superfícies de tração se estende em torno de um respectivo dos corpos de came. Cada uma das superfícies de tração tem um interstício na mesma. Cada interstício é alinhado axialmente com uma respectiva das descontinuidades das primeiras superfícies de came em cada um dos corpos de came. Cada uma das superfícies de tração pode compreender uma pluralidade de projeções se estendendo para fora a partir da mesma.

[0016] Em outra modalidade de exemplo, cada uma das primeiras superfícies de came é posicionada entre uma respectiva das superfícies de tração e uma respectiva das segundas superfícies de came em cada corpo de came. As primeiras e segundas superfícies de came podem ser posicionadas entre a superfície de tração e a engrenagem em cada do corpo de came. À primeira superfície de came pode ser posicionada próxima à superfície de tração em cada corpo de came.

[0017] A invenção abrange outro dispositivo de exemplo para formar uma ranhura circunferencial em um elemento de tubo. Nesse exemplo, o dispositivo compreende um pinhão fixado contra rotação em torno de um eixo geométrico de pinhão arranjado coaxialmente ao pinhão. Um carrinho circunda o pinhão. O carrinho é rotativo em torno do eixo geométrico de pinhão e define uma abertura arranjada coaxialmente ao eixo geométrico de pinhão para receber o elemento de tubo. Uma pluralidade de engrenagens é montada no carrinho. Cada engrenagem é rotativa relativamente ao carrinho em torno de um respectivo eixo geométrico de engrenagem. Cada engrenagem engata com o pinhão. Uma pluralidade de corpos de came, dos quais cada corpo de came é montado em uma respectiva das engrenagens, inclui uma pluralidade de primeiras superfícies de came. Cada uma das primeiras superfícies de came se estende em torno de um respectivo dos corpos de came e é engatável com o elemento de tubo recebido dentro da abertura. Cada uma das primeiras superfícies de came compreende uma região de raio crescente. Cada uma das primeiras superfícies de came compreende uma primeira descontinuidade da primeira superfície de came. Em um exemplo, cada engrenagem tem um mesmo diâmetro de círculo de passo. Uma modalidade de exemplo pode compreender adicionalmente uma pluralidade de segundas superfícies de came. Cada uma das segundas superfícies de came se estende em torno de um respectivo dos corpos de came e é posicionada em relação espaçada a uma das primeiras superfícies de came.

[0018] Em uma modalidade de exemplo, cada uma das segundas superfícies de came compreende uma segunda região de raio crescente. Cada uma das segundas superfícies de came compreende uma segunda descontinuidade de a segunda superfície de came. A segunda descontinuidade é alinhada com a primeira descontinuidade em cada corpo de came. A título de exemplo, cada uma das primeiras superfícies de came compreende uma região de raio constante posicionada adjacente a uma respectiva das primeiras descontinuidades. Em um exemplo adicional, cada uma das segundas superfícies de came compreende uma região de raio constante posicionada adjacente a uma respectiva das segundas descontinuidades. Cada uma das segundas superfícies de came pode ter um raio constante. Uma modalidade de exemplo compreende adicionalmente pelo menos uma superfície de tração se estendendo em torno de um dos corpos de came. A pelo menos uma superfície de tração tem um interstício na mesma. O interstício é alinhado axialmente com a primeira descontinuidade da primeira superfície de came circundando o um corpo de came. Em uma modalidade de exemplo, a pelo menos uma superfície de tração pode compreender uma pluralidade de projeções se estendendo para fora a partir da mesma. Adicionalmente, a título de exemplo, a pelo menos uma superfície de tração pode ser posicionada próxima à primeira superfície de came circundando o um corpo de came. Em outro exemplo, o pinhão tem um diâmetro de círculo de passo igual a um diâmetro externo do elemento de tubo. Em um exemplo adicional, a pelo menos uma superfície de tração pode ter um diâmetro de círculo de passo igual a um diâmetro de círculo de passo de uma das engrenagens.

[0019] Uma modalidade de exemplo pode compreender adicionalmente uma pluralidade de superfícies de tração. Cada uma das superfícies de tração se estende em torno de um respectivo dos corpos de came. Cada uma das superfícies de tração tem um interstício na mesma. Cada interstício é alinhado axialmente com uma respectiva das descontinuidades das primeiras superfícies de came em cada um dos corpos de came. Cada uma das superfícies de tração tem um diâmetro de círculo de passo igual aos diâmetros de círculo de passo das engrenagens.

[0020] A título de exemplo, pelo menos uma superfície de tração se estende em torno de um dos corpos de came. A pelo menos uma superfície de tração tem um interstício na mesma. O interstício é alinhado axialmente com a primeira descontinuidade da primeira superfície de came circundando o um corpo de came. A título de exemplo, o pinhão tem um diâmetro de círculo de passo igual a um diâmetro externo do elemento de tubo. Também, em um exemplo, a pelo menos uma superfície de tração pode ter um diâmetro de círculo de passo igual a um diâmetro de círculo de passo de uma das engrenagens. Em uma modalidade de exemplo, a primeira superfície de came pode ser posicionada entre a pelo menos uma superfície de tração e a segunda superfície de came circundando o um corpo de came. Adicionalmente, a título de exemplo, as primeiras e segundas superfícies de came podem ser posicionadas entre a pelo menos uma superfície de tração e a engrenagem no qual o um corpo de came é montado.

[0021] Outra modalidade de exemplo compreende adicionalmente uma pluralidade das superfícies de tração. Cada uma das superfícies de tração se estende em torno de um respectivo dos corpos de came. Cada uma das superfícies de tração tem um interstício na mesma. Cada interstício é alinhado axialmente com uma respectiva das descontinuidades das primeiras superfícies de came em cada um dos corpos de came. Cada uma das superfícies de tração tem um diâmetro de círculo de passo igual aos diâmetros de círculo de passo das engrenagens.

[0022] A título de exemplo, cada uma das primeiras superfícies de came pode ser posicionada entre uma respectiva das superfícies de tração e uma respectiva das segundas superfícies de came em cada do corpo de came. Em um exemplo adicional, cada uma das primeiras e segundas superfícies de came pode ser posicionada entre uma respectiva da superfície de tração e uma respectiva das engrenagens em cada do corpo de came. Também, a título de exemplo, cada uma das primeiras superfícies de came pode posicionada próxima a uma respectiva das superfícies de tração em cada do corpo de came.

[0023] Uma modalidade de exemplo pode compreender pelo menos três engrenagens. Uma modalidade de exemplo pode compreender pelo menos quatro engrenagens. Uma modalidade de exemplo pode compreender adicionalmente um copo posicionado adjacente ao pinhão e voltado para a abertura. O elemento de tubo contata o copo.

[0024] A invenção também abrange uma pluralidade de cames para o trabalho a frio em um elemento de tubo. Os cames são girados circunferencialmente em torno do elemento de tubo. A título de exemplo, cada came compreende um corpo de came tendo um eixo geométrico de rotação. A primeira superfície de came se estende em torno o corpo de came. Uma primeira superfície de came compreende uma primeira região de raio crescente e uma primeira descontinuidade da primeira superfície de came. Uma segunda superfície de came se estende em torno o corpo de came e é posicionada em relação espaçada ao longo do eixo geométrico de rotação à primeira superfície de came. A título de exemplo, a segunda superfície de came pode compreender uma segunda região de raio crescente e uma segunda descontinuidade de a segunda superfície de came. A segunda descontinuidade é alinhada com a primeira descontinuidade. À primeira superfície de came pode ter uma região de raio constante posicionada adjacente à primeira descontinuidade. A segunda superfície de came pode ter uma região de raio constante posicionada adjacente à segunda descontinuidade. Em uma modalidade de exemplo, a segunda superfície de came pode ter um raio constante.

[0025] Uma modalidade de exemplo pode compreender adicionalmente uma superfície de tração se estendendo em torno o corpo de came. A superfície de tração tem um interstício na mesma. O interstício é alinhado axialmente com a primeira descontinuidade. Em um exemplo, a superfície de tração compreende uma pluralidade de projeções se estendendo para fora a partir da mesma. A título de exemplo, a primeira superfície de came pode ser posicionada entre a superfície de tração e a segunda superfície de came. Outra modalidade de exemplo compreende uma engrenagem montada no corpo de came. A engrenagem é arranjada coaxialmente ao eixo geométrico de rotação. Em uma modalidade de exemplo, as primeiras e segundas superfícies de came podem ser posicionadas entre a superfície de tração e a engrenagem. Breve Descrição dos Desenhos

[0026] A figura 1 é uma vista secional longitudinal de um dispositivo de exemplo para formar ranhuras circunferenciais em elementos de tubo; a figura 1 A é uma vista secional longitudinal em uma escala ampliada de uma porção do dispositivo mostrado na figura 1; a figura 2 é uma vista secional longitudinal do dispositivo mostrado na figura 1 formando uma ranhura circunferencial em um elemento de tubo;

a figura 2A é uma vista secional longitudinal em uma escala ampliada de uma porção do dispositivo mostrado na figura 2;

as figuras 3 e 3A são vistas isométricas explodidas de componentes selecionados do dispositivo mostrado na figura 1 ;

a figura 4 é uma vista isométrica de um came de exemplo usado no dispositivo mostrado na figura 1 em uma escala ampliada;

a figura 5 é uma vista de extremidade de um came de exemplo usado no dispositivo mostrado na figura | em uma escala ampliada;

a figura 6 é uma vista lateral de um came de exemplo usado no dispositivo mostrado na figura 1 em uma escala ampliada;

a figura 7 é uma vista isométrica de um conjunto de redução de engrenagem usado no dispositivo mostrado na figura 1;

a figura 8 é uma vista de extremidade de componentes selecionados usados no dispositivo mostrado na figura 1;

a figura 9 é uma vista secional longitudinal de um dispositivo de exemplo para formar ranhuras circunferenciais em elementos de tubo;

a figura 9A é uma vista secional longitudinal em uma escala ampliada de uma porção do dispositivo mostrado na figura 9;

a figura 10 é uma vista secional longitudinal do dispositivo mostrado na figura 9 formando uma ranhura circunferencial em um elemento de tubo;

a figura 10A é uma vista secional longitudinal em uma escala ampliada de uma porção do dispositivo mostrado na figura 10;

a figura 11 é uma vista isométrica explodida de componentes selecionados do dispositivo mostrado na figura 9;

a figura 12 é uma vista lateral de um came de exemplo usado no dispositivo mostrado na figura 9 em uma escala ampliada;

a figura 13 é uma vista de extremidade de um came de exemplo usado no dispositivo mostrado na figura 9 em uma escala ampliada;

e a figura 14 é uma vista de extremidade de componentes selecionados usados no dispositivo mostrado na figura 9. Descrição Detalhada

[0027] As figuras 1 e 1A mostram um dispositivo de exemplo 10 para formar uma ranhura circunferencial em um elemento de tubo. O dispositivo é vantajoso para abrir ranhuras em elementos de tubo que têm diâmetros nominais de 3,2 cm (1,25 polegadas) ou maiores. O dispositivo 10 compreende um pinhão 12 montado em um eixo intermediário 14 (ver também a figura 3). O pinhão 12 e o eixo intermediário 14 são fixamente montados contra rotação em torno de um eixo geométrico de pinhão 16 arranjado coaxialmente ao pinhão e ao eixo. A rigidez rotacional do pinhão 12 é realizada usando uma chaveta 18 entre o pinhão e o eixo intermediário 14 bem como o engrenamento com a porção l14a do eixo intermediário 14 com uma montagem de fixação 20. A montagem de fixação 20 é fixamente montada em uma base 22. A porção l14a do eixo intermediário 14 tem uma seção transversal poligonal, que engata uma abertura 24 que se estende através da montagem de fixação 20. O formato de abertura 24 é conjugado àquele da porção l14a do eixo intermediário 14 e irá assim impedir a rotação do eixo em torno do eixo geométrico de pinhão 16, mas permite o movimento axial do eixo. Nessa modalidade de exemplo, a porção 14a tem uma seção transversal quadrada e a abertura 24 tem um formato quadrado substancialmente conjugado.

[0028] Um carrinho 26 circunda o pinhão 12. O carrinho 26 é montado no flange 28 de um eixo externo 30. O eixo externo 30 é oco, circunda e é coaxial ao eixo intermediário 14. Mancais 32 posicionados entre o eixo externo 30 e o eixo intermediário 14 permitem ao eixo externo, e consequentemente ao carrinho 26 afixado ao mesmo, girar em torno do eixo geométrico de pinhão 16 relativamente ao eixo intermediário 14. O carrinho

26 define uma abertura 34 para receber um elemento de tubo, no qual uma ranhura deve ser formada. A abertura 34 é arranjada coaxialmente ao eixo geométrico de pinhão 16. Uma placa de batente 36 é montada no eixo intermediário 14 por intermédio do pinhão 12. A placa de batente 36 é móvel axialmente ao longo do eixo geométrico de pinhão 16 com o eixo intermediário 14 e o pinhão 12. A placa de batente 36, eixo intermediário 14 e pinhão 12 são solicitados na direção para a abertura 34 por molas 38 atuando entre o pinhão e o eixo externo 30 por intermédio do flange de eixo 28. Porque o eixo intermediário 14 é fixado em rotação relativamente à base 22, mancais de impulso 40 podem ser usados entre o pinhão 12 e as molas 40 para proteger as molas 38, que giram com o flange 28 e o eixo externo 30, e reduzir a fricção entre o pinhão 12 e o flange 28. A placa de batente 36 coopera com o pinhão 12 e os mancais de impulso 40 para prover um batente positivo que posiciona o elemento de tubo para o posicionamento apropriado da ranhura.

[0029] Uma pluralidade de engrenagens 42 é montada no carrinho 26. Na modalidade de exemplo mostrada nas figuras 1, 2 e 3, o carrinho tem 4 engrenagens espaçadas em ângulos de 90º entre si. Cada engrenagem 42 é rotativa em torno de um respectivo eixo geométrico de engrenagem 44.

[0030] Em uma modalidade prática, cada engrenagem é montada em um eixo de engrenagem 46 fixado entre placas dianteira e traseira 48 e 50 compreendendo o carrinho 26. Os mancais 52 posicionados entre cada engrenagem 42 e seu respectivo eixo 46 provêm a rotação com baixa fricção das engrenagens dentro do carrinho 26. Cada engrenagem 42 engata com o pinhão 12.

[0031] Como mostrado na figura 4, um corpo de came 54 é montado em cada engrenagem 42. À primeira superfície de came 56 se estende em torno de cada corpo de came 54. Primeiras superfícies de came 56 são engatável com o elemento de tubo recebido através da abertura 34. Como mostrado na figura 5, a primeira superfície de came 56 compreende uma região de raio crescente 58 e uma descontinuidade 60 da superfície de came.

[0032] A descontinuidade 60 é uma posição no corpo de came 54, onde a superfície de came 56 não contata o elemento de tubo. É adicionalmente vantajoso incluir, como parte de cada primeira superfície de came 56, uma região de raio constante 62, posicionada adjacente à descontinuidade 60. Pelo menos uma superfície de tração 64 pode se estender em torno de um dos corpos de came 54. No exemplo mostrado na figura 3, uma respectiva superfície de tração 64 se estende em torno de cada corpo de came 54. As superfícies de tração 64 são também engatáveis com um elemento de tubo recebido dentro do carrinho 26, mas cada superfície de tração tem um interstício 66 alinhado axialmente (isto é, em uma direção ao longo do eixo geométrico de engrenagem 44) com a descontinuidade 60 na primeira superfície de came 56 em cada corpo de came 54. Como mostrado na figura 4, a superfície de tração 64 pode compreender uma pluralidade de projeções 68 se estendendo para fora a partir da mesma. As projeções provêm influência entre o elemento de tubo e a superfície de tração 64 durante a operação do dispositivo e podem ser formadas, por exemplo, por estriagem da superfície de tração. A superfície de tração tem um círculo de passo com um diâmetro 128. Quando as projeções 68 estão presentes na superfície de tração 64, o diâmetro de passo 128 da superfície de tração será determinado pela interação das projeções 68 com o elemento de tubo 79, incluindo a impressão feita pelas projeções 68 sobre o elemento de tubo 79. Se projeções 68 são estiverem presentes, o diâmetro de círculo de passo 127 da superfície de tração 64 será igual àquele da superfície de tração. Como adicionalmente mostrado na figura 4, a primeira superfície de came 56 é posicionada entre a engrenagem 42 e a superfície de tração 64, em relação espaçada em relação à superfície de tração, mas próxima à mesma, em comparação com a engrenagem.

[0033] Como mostrado nas figuras | e 4, uma segunda superfície de came 70 é também posicionada no corpo de came 54 e se estende ali em torno. A segunda superfície de came 70 é uma superfície alargamento controlada. Alargamento é a expansão radial da extremidade do elemento de tubo, que tende a ocorrer quando uma ranhura circunferencial é formada próxima a essa extremidade. À segunda superfície de came 70 (superfície alargamento controlada) é posicionada adjacente à engrenagem 42, de forma que contate o elemento de tubo perto de sua extremidade, onde o alargamento seria o mais pronunciado, como um resultado da formação de ranhura. Como mostrado nas figuras 4 e 6, exceto para sua descontinuidade 70a, a segunda superfície de came 70 tem um raio constante 72 dimensionado para engatar o elemento de tubo para controlar o alargamento e, por exemplo, manter sua extremidade no diâmetro nominal original do elemento de tubo durante e depois da formação de ranhura. À descontinuidade 70a é alinhada com a descontinuidade 60 na primeira superfície de came 56 e é uma posição no corpo de came 54 onde a superfície de came 70 não contata o elemento de tubo. Em modalidades alternativas, a segunda superfície de came 70 pode ter uma região de raio crescente e uma região de acabamento de raio constante, ou a segunda superfície de came 70 pode ter um raio crescente sobre seu comprimento de arco inteiro.

[0034] Como mostrado nas figuras 1, 3 e 3 A, o dispositivo 10 compreende adicionalmente uma matriz de expansão 74 posicionada adjacente ao pinhão 12. Nesse exemplo, a matriz 74 compreende quatro segmentos 76, radialmente deslizáveis, montados no pinhão 12, e acoplados a um atuador. Nesse exemplo, o atuador compreende uma barra de tração 78 que se estende através de um furo oco 80 do eixo intermediário 14. A barra de tração 78 tem uma extremidade facetada adelgaçada 82, que engatas superfícies de faceta conjugadas 84 em cada segmento de matriz 76. A barra de tração 78 é móvel axialmente dentro do furo 80 relativamente ao eixo intermediário 14 e os segmentos de matriz 76 são móveis radialmente na direção para, e para longe de, o eixo geométrico de pinhão 16 relativamente ao pinhão 12. O movimento radial dos segmentos de matriz 76 é efetuado pelo movimento axial da barra de tração 78. As figuras 1 e 1A ilustram a barra de tração 78 e segmentos de matriz 76 na posição retraída e as figuras 2 e 2A ilustram a barra de tração e segmentos de matriz na posição expandida. Quando a barra de tração 78 é estendida na direção para a abertura 34 do carrinho 26 (figuras 1, 1A) os segmentos de matriz 76 são posicionados na menor parte da extremidade adelgaçada 82 da barra de tração 78 e os segmentos de matriz estão em sua posição retraída. A matriz 74 compreende adicionalmente molas circulares 86 (ver a figura 3A) que circundam e solicitam os segmentos de matriz 76 para a posição retraída. Quando a barra de tração 78 é puxada para longe da abertura 34 do carrinho 26 (figuras 2, 2A), os segmentos de matriz 76, sendo axialmente fixados ao pinhão 12, são forçados radialmente para fora através de interação entre as superfícies de faceta 84 em cada segmento 76 e a extremidade facetada adelgaçada 82 da barra de tração 78. Quando a barra de tração 78 é retornada na direção para a abertura 34 do carrinho 26, os segmentos de matriz 76 se deslocam radialmente para dentro sob a influência das molas circulares 86 e retornam para a posição retraída.

[0035] Como adicionalmente mostrado nas figuras 1A e 3A, cada segmento de matriz 76 tem uma face de matriz 88, que é voltada radialmente para longe do eixo geométrico de pinhão 16 de forma a engatar a superfície interna de um elemento de tubo recebido dentro do carrinho 26. As faces 88 têm um formato de perfil que é coordenado com o formato das primeiras superfícies de came 56 nos corpos de came 54. Como descrito abaixo, as primeiras superfícies de came 56 e as faces de matriz 88 cooperam para formar uma ranhura circunferencial de um formato desejado no elemento de tubo (ver as figuras 2, 2A). Para elementos de tubo que têm um diâmetro nominal de 3,2 cm (1,25 polegadas) ou maiores, pode ser vantajoso usar a matriz 74 em conjunção com primeiras superfícies de came 56 para controlar mais precisamente o formato final da ranhura e as dimensões do elemento de tubo.

O uso da matriz 74 é esperado que produza melhores definidas ranhuras circunferenciais do que é possível usando superfícies de came sozinhas.

Note que as faces 88 têm uma superfície adelgaçada 88a (figuras 1A, 2A e 3A) que provê espaço livre para as segundas (alargamento controlado) superfícies de came 70, para formar a extremidade do elemento de tubo quando é maior do que o diâmetro nominal.

As superfícies 88a são também úteis quando as superfícies de alargamento controladas 70 são usadas para reduzir o diâmetro externo do elemento de tubo.

Como mostrado nas figuras 1 e 2, o atuador, que move a barra de tração 78 axialmente para expandir e retrair a matriz 74, compreende adicionalmente um cilindro e êmbolo 90. Nessa modalidade de exemplo, o cilindro e êmbolo 90 compreendem um cilindro pneumático de dupla ação 92 tendo um êmbolo 94 acoplado à barra de tração 78. O cilindro pneumático 92 é montado em uma armação 96 que é afixada ao eixo intermediário 14 e é móvel relativamente à base 22. Assim, o cilindro pneumático 92 se move axialmente com o eixo intermediário 14, mas seu êmbolo 94 pode mover a barra de tração 78 relativamente ao eixo intermediário 14. Um sensor de posição 98 é usado para detectar a posição do conjunto que inclui a barra de tração 78, a matriz 74, o pinhão 12, o eixo intermediário 14 e o cilindro pneumático 92 e sua armação 96. O sensor de posição 98 pode, por exemplo, compreender um sensor de proximidade ou um micro interruptor.

Um sensor de pressão 100 é usado para detectar o estado de pressão do cilindro pneumático 92. Tanto o sensor de posição 98 quanto o sensor de pressão 100 estão em comunicação com o controlador 102, que pode compreender, por exemplo, um controlador lógico programável ou outro microprocessador.

O controlador 102 usa informação do sensor de posição 98 e do sensor de pressão 100 para controlar a operação do dispositivo 10, como descrito abaixo.

[0036] Como mostrado nas figuras 1 e 7, um trem de engrenagens de redução 104 é usado para girar o eixo externo 30 em torno do eixo geométrico de pinhão 16. Nessa modalidade de exemplo, o trem de engrenagens de redução 104 compreende um parafuso sem-fim 106, acionado por um servo motor (não mostrado), controlado pelo controlador 102. O servo motor atua como um acionamento de indexação e tem um codificador que provê informação precisa com relação à posição do eixo de motor, permitindo assim o controle preciso da rotação do parafuso sem-fim 106.

[0037] O parafuso sem-fim 106 engranza com uma roda para parafuso sem-fim 108. Como mostrado nas figuras 1 e 7, a roda para parafuso sem-fim 108 é montada em um eixo de saída 110 suportado para rotação em torno do eixo geométrico de pinhão 16 em mancais 112 entre o eixo de saída 110 e uma caixa de transmissão 114, que é fixada à base 22. O eixo de saída 110 é acoplado ao eixo externo 30 por uma chaveta 116, assegurando assim a rotação do eixo externo 30 quando o eixo de saída 110 é girado pelo parafuso sem-fim 106 e roda para parafuso sem-fim 108.

[0038] A operação do dispositivo 10 começa com os corpos de came 54 posicionados como mostrados na figura 8, com as descontinuidades 60 e 70a em suas respectivas primeiras e segundas superfícies de came 56 e 70 (não visíveis) voltadas para o eixo geométrico de pinhão 16 e os interstícios 66 em suas respectivas superfícies de tração 64 (quando presentes) também voltadas para o eixo geométrico de pinhão 16. Essa orientação dos corpos de came 54 é estabelecida na montagem das engrenagens 42 com o pinhão 12 no carrinho 26 e é ajustada como a posição de partida pelo controlador 102 (figura 1) e o servo motor (não mostrado) atuando através do parafuso sem- fim 106 e da roda para parafuso sem-fim 108. Os segmentos de matriz 76 estão em sua posição retraída (figura 14).

[0039] Como mostrado nas figuras 1 e 1 A, com os corpos de came 54 na posição de saída e os segmentos de matriz 76 retraídos, um elemento de tubo 118 a ser ranhurado é inserido através da abertura 34 no carrinho 26 e contra a placa de batente 36. O alinhamento dos interstícios 66 nas superfícies de tração 64 (quando presentes) e as respectivas descontinuidades 60, 70a nas primeiras e segundas superfícies de came 56, 70 bem como a posição retraída dos segmentos de matriz 76 provêm folga para a inserção do tubo.

O elemento de tubo 118 é ainda mais pressionado contra a placa de batente 36, comprimindo as molas 38 e movendo o conjunto compreendendo a matriz 74, o pinhão 12, a barra de tração 78, o mancal de impulso 40 e o cilindro pneumático 92 axialmente relativamente à base 22 e a montagem de fixação afixada ao mesmo, atingindo assim o estado de batente positivo quando o mancal de impulso 40 contata o flange 28. A posição do conjunto é sensoreada pelo sensor de posição 98, que envia um sinal indicativo da posição de conjunto para o controlador 102. Na recepção de um sinal de posição, o controlador 102 comanda o cilindro pneumático 92 para tracionar a barra de tração 78 para longe da abertura 34 do carrinho 26. Isso causa com que os segmentos de matriz 76 se movam radialmente para fora para uma posição expandida (figuras 2, 2A) e engatam assim as faces de matriz 88 com a superfície interna 120 do elemento de tubo 118. A posição expandida dos segmentos de matriz 76 irá variar na dependência do diâmetro interno do elemento de tubo.

O cilindro pneumático 92 mantém a força sobre a barra de tração 78, travando assim as matrizes 76 contra a superfície interna de elemento de tubo.

Quando o sensor de pressão 100 sensoreia uma pressão inferior limite no lado de retração do cilindro pneumático 92 indicando que a barra de tração 78 foi tracionada, ele envia um sinal para o controlador 102 indicativo do estado dos segmentos de matriz 76, quando expandidos.

Na recepção de um sinal de estado de matriz a partir do sensor de pressão 100, o controlador 102 comanda o servo motor para girar o parafuso sem-fim 106, que gira a roda para parafuso sem-fim 108. Nesse exemplo, a rotação da roda para parafuso sem-fim 108 gira o eixo de saída 110 no sentido contrário dos ponteiros do relógio (quando visualizado na figura 8), que causa com que o eixo externo 30, ao qual ela é chavetada (chaveta 116, ver a figura 2A), gire. A rotação de eixo externo 30 gira o carrinho 26 no sentido contrário dos ponteiros do relógio em torno do eixo geométrico de pinhão 16. (A direção de rotação do carrinho 26 é predeterminada pelo arranjo das primeiras superfícies de came 56 nos corpos de came 54.) Isso causa com que as engrenagens 42 e seus corpos de came associados 54 orbitem em torno do eixo geométrico de pinhão 16. Todavia, o pinhão 12 é fixado contra rotação, porque o eixo intermediário 14 é travado para a fixação da montagem 20 pela interação entre o eixo intermediário porção l14a e a abertura 24 da montagem de fixação. Porque as engrenagens 42 engatam o pinhão (fixado) 12, a rotação relativa do carrinho 26 em torno do eixo geométrico de pinhão 16 causa com que as engrenagens 42, e seus corpos de came associados 54, girem em torno de seus respectivos eixos geométricos de engrenagem 44 (ver as figuras 2, 2A e 8). A rotação dos corpos de came 54 leva as superfícies de tração 64 e primeiras superfícies de came 56 ao contato com a superfície externa 124 do elemento de tubo 118. As superfícies de tração 64 preendem o elemento de tubo, enquanto as primeiras superfícies de came 56 imprimem uma ranhura na superfície externa de elemento de tubo 124 como a região de raio crescente 58 e a região de raio constante 62 de cada primeira superfície de came 56, transversal ao elemento de tubo 118. Os segmentos de matriz 76 são engatados e suportam a superfície interna 120 do elemento de tubo 118 e as faces de matriz 88 cooperam com as primeiras superfícies de came 56 para formar a ranhura circunferencial.

[0040] Os locais das primeiras superfícies de came 56 e das segundas (alargamento controlado) superfícies de came 70 nos corpos de came 54 são coordenados com a posição do elemento de tubo 118 recebida dentro do carrinho 26 de forma que a ranhura seja formada na distância desejada a partir da extremidade do elemento de tubo 118 e o alargamento na extremidade do elemento de tubo seja controlado, isto é, limitado ou reduzido para aproximadamente seu diâmetro nominal ou menor. O controlador 102 gira o carrinho 26 através das muitas revoluções, quando necessário (dependendo da relação de engrenagem entre as engrenagens 42 e o pinhão 12) para formar uma ranhura circunferencial de profundidade substancialmente constante para elementos de tubo que têm espessura de parede uniforme. Nessa modalidade de exemplo, somente uma revolução do carrinho é necessária para formar a complete uma ranhura circunferencial de profundidade constante.

[0041] Na conclusão da formação de ranhura, o controlador 102, atuando através do sevo motor e trem de engrenagens 104 retorna o carrinho 26 para uma posição na qual os interstícios 66 nas superfícies de tração 64 e nas descontinuidades 60 e 70a nas primeiras e segundas superfícies de came 56 e 70 novamente confrontam o eixo geométrico de pinhão 16 (figura 8). O controlador 102 então comanda o cilindro pneumático 92 para mover a barra de tração 78 na direção para a abertura 34 e permitir que os segmentos de matriz 76 se movam radialmente para dentro para sua posição retraída e desengatem do elemento de tubo 118 sob a força de tensionamento das molas circulares 86 (figura 1 e 3A). Essa posição dos corpos de came 54 e da matriz 74 permite que o elemento de tubo 118 seja retirado do carrinho 26. Quando o elemento de tubo 118 é retirado, molas 38 empurram o conjunto compreendendo a barra de tração 78, pinhão 12, o mancal de impulso 40, eixo intermediário 14, o cilindro pneumático 92 e matriz 74, de volta para sua posição inicial, e o dispositivo 10 está novamente pronto para realizar uma ranhura em outro elemento de tubo.

[0042] Uma vantagem significante é obtida com o dispositivo 10, porque ele aplica torque mínimo ao elemento de tubo durante o processo de abertura de ranhura, enquanto forma uma ranhura em um diâmetro fixo. Como mostrado nas figuras 8 e 5, essa condição é obtida quando: 1) o diâmetro de círculo de passo 126 de pinhão 12 é substancialmente igual ao diâmetro externo do elemento de tubo (figura 8); e, 2) o diâmetro de círculo de passo 128 das superfícies de tração 64 é substancialmente igual ao diâmetro de círculo de passo 130 das engrenagens 42 (figura 5). Quando essas duas condições são satisfeitas, as superfícies de tração 64 são restringidas de atravessar a superfície externa do elemento de tubo com pouca ou nenhuma tendência a fazer com que o tubo gire, e assim aplique somente torque mínimo ao elemento de tubo. Os termos “igual” e “substancialmente igual”, quando usados aqui para se referirem à relação entre os diâmetros de círculo de passo de pinhões, engrenagens e as superfícies de tração, e o diâmetro externo do elemento de tubo, significam que o diâmetro de círculo de passo do pinhão está suficientemente próximo ao diâmetro externo do elemento de tubo e o diâmetro de círculo de passo da superfície de tração está suficientemente próximo ao diâmetro de círculo de passo das engrenagens de forma que torque mínimo seja aplicado ao elemento de tubo. O diâmetro de círculo de passo do pinhão pode ser considerado “igual a” ou “substancialmente igual a” o diâmetro externo do elemento de tubo para finalidades práticas, se a diferença entre esses valores for na ordem de centésimos de polegada. Porque os tubos práticos têm significantes tolerâncias diametrais a partir das nominais, é esperado que a relação entre o diâmetro de círculo de passo das superfícies de tração e o diâmetro externo do elemento de tubo possa ser afetada por desvio de diâmetro de tubo, de forma que torque será aplicado ao elemento de tubo, fazendo assim o uso de um fixador externo, vantajosamente naqueles casos. No dispositivo 10, a matriz 74 pode atuar como um fixador, pois é montada no pinhão 12, que é fixo em rotação.

[0043] Em um projeto de exemplo prático, um dispositivo 10 apropriado para abrir ranhuras em elementos de tubo, que têm tamanho de tubo nominal de 6,35 cm (2,5 polegadas), usa quatro engrenagens 42 e corpos de came 54, como mostrado. O diâmetro externo de tubo nominal de 6,35 cm (2,5 polegadas) é 7,30 cm (2,875 polegadas). Um pinhão 12 tendo 36 dentes e um diâmetro de círculo de passo de 72 mm (2,835 polegadas) é suficientemente próximo (uma diferença de 0,101 cm (0,040 polegada)) de forma que torque mínimo seja aplicado quando os diâmetros de círculo de passo das engrenagens e o diâmetro de círculo de passo das superfícies de tração são também substancialmente iguais entre si. Essa modalidade de exemplo usa as engrenagens 42 tendo 36 dentes com um diâmetro de círculo de passo de 72 mm (2,835 polegadas). As superfícies de tração 64, quando estriadas ou de outra maneira preparadas, embora não tenham uma engrenagem, têm um diâmetro de passo substancialmente equivalente (isto é, o diâmetro de um cilindro que fornece o mesmo movimento que uma engrenagem atual), que é impresso no tubo quando ele é atravessado pela superfície de tração. Diferenças entre o diâmetro de círculo de passo das superfícies de tração e o diâmetro de círculo de passo das engrenagens na ordem de centésimos de polegada satisfazem essa definição de “igual” ou “equivalente” em aplicações práticas. Considerando que a relação de engrenagem entre o pinhão 12 e as engrenagens 42 são iguais, nesse exemplo, é claro que o carrinho 26 irá fazer uma revolução para formar uma ranhura circunferencial completa em torno do elemento de tubo.

[0044] Em outro projeto de exemplo, apropriado para tubo de dimensão nominal de 10,16 cm (4 polegadas) tendo um diâmetro externo de 11,43 cm (4,5 polegadas), um pinhão tendo 72 dentes com um diâmetro de círculo de passo de 11,43 cm (4,5 polegadas) é possível. Esse projeto usa 4 engrenagens, cada engrenagem tendo 72 dentes e um diâmetro de círculo de passo de 11,43 cm (4,5 polegadas). A relação de 1:1 entre pinhão e engrenagem indica que uma única revolução de carrinho é requerida para formar uma ranhura completa. Outras relações entre pinhão e engrenagem irão resultar em revoluções de carrinho múltiplas ou parciais para formar uma ranhura completa.

[0045] O dispositivo 10 é projetado de forma que o carrinho 26 e suas engrenagens associadas 42, corpos de came 54, pinhão 12, eixo externo 30, eixo intermediário 14 e matriz 74, juntamente com outros componentes relacionados, constituam um conjunto 132 intercambiável por um trem de engrenagens 104 para permitir que o dispositivo seja facilmente adaptado para abrir ranhuras de uma faixa de tubos tendo diferentes diâmetros e espessuras de parede. A intercambiabilidade é proporcionada pelo uso de um clipe removível 134 para prender o eixo externo 30 à caixa de transmissão 114 e a chaveta 116 entre o eixo externo 30 e o eixo de saída 110 de roda para parafuso sem-fim 108 bem como afixação do eixo intermediário 14 à armação 96 do cilindro pneumático 92 por engrenamento da armação com fendas 136 no eixo intermediário e afixação do êmbolo 94 à barra de tração 78 também usando fendas e ressaltos que engrenam mutuamente 138. O conjunto 132 pode ser removido por elevação do cilindro pneumático 92 de forma que a armação 96 desengate do eixo intermediário 14 e o êmbolo 94 desengate da barra de tração 78, e então removendo o clipe de retenção 34 (permitindo assim que o eixo externo 30 desengate da roda para parafuso sem-fim 108) e deslizando o conjunto ao longo do eixo geométrico de pinhão 16. Um diferente conjunto de carrinho, apropriado para a abertura de ranhura em um elemento de tubo diferente, pode então ser substituído.

[0046] Espera-se que os dispositivos 10 de acordo com a invenção aumentem a eficiência das operações de abertura de ranhura, porque eles irão operar rapidamente e precisamente em uma extensa faixa de tamanhos e bitolas de elementos de tubo sem a necessidade de suportes tanto para suportar o elemento de tubo quanto acomodar sua rotação e assegurar o alinhamento. O dispositivo 10 irá também permitir o encurvamento de elementos de tubo e conjuntos de tubo tendo juntas de joelho a serem ranhuradas sem a preocupação para a rotação do movimento do elemento de tubo transversal.

[0047] A figura 9 mostra outro dispositivo 11 para formar uma ranhura circunferencial em um elemento de tubo. O dispositivo 11 compreende um pinhão 13 fixamente montado contra rotação em torno de um eixo geométrico de pinhão 15 arranjado coaxialmente ao pinhão. A rigidez rotacional do pinhão 13 é realizada por sua montagem em uma extremidade 17 de um eixo de pinhão 19, a extremidade oposta 21 do eixo de pinhão sendo fixada a uma coluna 23 por uma chaveta 25. A coluna é montada em uma base 27.

[0048] Um carrinho 29 circunda o pinhão 13. O carrinho 29 é montado no flange 31 de um eixo de acionamento 33. O eixo de acionamento 33 é oco, circunda e é coaxial ao eixo de pinhão 19. Mancais 35 posicionados entre o eixo de acionamento 33 e o eixo de pinhão 19 permitem que o eixo de acionamento, e assim o carrinho 29 afixado ao mesmo, girem em torno do eixo geométrico de pinhão 15. O carrinho 29 define uma abertura 37 para receber um elemento de tubo no qual uma ranhura deve ser formada. À abertura 37 é arranjada coaxialmente ao eixo geométrico de pinhão 15. Como mostrado nas figuras 9 e 11, um copo 39 é montado coaxialmente ao pinhão

13. O elemento de tubo contata o copo 39, e nesse exemplo é montado em um eixo de copo 41 que se estende coaxialmente através de um furo 43 no eixo de pinhão oco 19. O eixo de copo 41 é móvel axialmente ao longo do eixo geométrico de pinhão 15 e é solicitado na direção para a abertura 37 por uma mola 45 atuando entre o eixo de pinhão 19 e o copo 39. A extremidade 47 do eixo de copo 41, oposta ao copo 39, é usada em conjunção com um interruptor 49 montado adjacente à coluna 23 para ativar o dispositivo, como descrito abaixo. Nessa modalidade de exemplo, o interruptor compreende um sensor de proximidade, mas poderia também ser um interruptor de contato, tal como um micro-interruptor. Uma pluralidade de engrenagens 51 é montada no carrinho 29. Na modalidade de exemplo mostrada nas figuras 9 e 11, o carrinho tem 3 engrenagens 51 espaçadas em ângulos de 120º entre si. Cada engrenagem 51 é rotativa em torno de um respectivo eixo geométrico de engrenagem 53.

[0049] Em uma modalidade prática, cada engrenagem é montada em um eixo de engrenagem 55 fixado entre placas dianteira e traseira 57 e 59 compreendendo o carrinho 29. Mancais 61 posicionados entre cada engrenagem 51 e seu respectivo eixo 55 provêm a rotação com baixa fricção das engrenagens dentro do carrinho 29. Cada engrenagem 51 engrena com o pinhão 13.

[0050] Como mostrado na figura 12, um respectivo corpo de came 63 é montado em cada engrenagem 51. Uma respectiva superfície de came 65 se estende em torno de cada corpo de came 63. As superfícies de came 65 são engatáveis com o elemento de tubo recebido através da abertura 37 e contatando o copo 39.

[0051] Como mostrado na figura 13, cada superfície de came 65 compreende uma região de raio crescente 67 e uma descontinuidade 69 da superfície de came. A descontinuidade 69 é uma posição no corpo de came 63 na qual a superfície de came 65 não contata o elemento de tubo. É adicionalmente vantajoso incluir, como parte de cada superfície de came 65, uma região de raio constante 71, posicionada adjacente à descontinuidade 69. Uma superfície de tração 73 (ver a figura 12) se estende em torno de pelo menos um dos corpos de came 63. No exemplo mostrado na figura 11, uma respectiva superfície de tração 73 se estende em torno de cada corpo de came

63. As superfícies de tração 73 são também engatáveis com um elemento de tubo recebido dentro do carrinho 29, mas cada superfície de tração tem um interstício 75 alinhado axialmente (isto é, em uma direção ao longo do eixo geométrico de engrenagem 53) com a descontinuidade 69 em a superfície de came 65 em cada corpo de came 63. Como mostrado na figura 12, a superfície de tração 73 pode compreender uma pluralidade de projeções 77 se estendendo para fora a partir da mesma. As projeções provêm influência adicional entre o elemento de tubo e a superfície de tração 73 durante a operação do dispositivo e podem ser formadas, por exemplo, por estriagem da superfície de tração. A superfície de tração tem um círculo de passo com um diâmetro 87. Quando projeções 68 estão presentes na superfície de tração 64, o diâmetro de passo 87 da superfície de tração será determinado pela interação de projeções 87 com elemento de tubo 79, incluindo a impressão feita pelas projeções 87 sobre o elemento de tubo 79. Se projeções 68 não estiverem presentes, o diâmetro de círculo de passo 87 da superfície de tração 64 será igual àquele da superfície de tração. Como adicionalmente mostrado na figura 12, a superfície de came 65 é posicionada entre a engrenagem 51 e a superfície de tração 73, em relação espaçada em relação à superfície de tração, mas próxima à mesma em comparação com a engrenagem. Como mostrado nas figuras 9 e 7, um trem de engrenagens de redução 104 é usado para girar o eixo de acionamento 33 em torno do eixo geométrico de pinhão

15. Nessa modalidade de exemplo, o trem de engrenagens de redução 104 compreende um parafuso sem-fim 106, acionado por um servo motor (não mostrado) controlado por um microprocessador, tal como um controlador lógico programável (não mostrado). O servo motor atua como um acionamento de indexação e tem um codificador que provê informação precisa com relação à posição do eixo de motor, permitindo assim o controle preciso da rotação do parafuso sem-fim 106.

[0052] O parafuso sem-fim 106 engranza com uma roda para parafuso sem-fim 108. A roda para parafuso sem-fim 108 é montada em um eixo de saída oco 110 suportado para rotação em torno do eixo geométrico de pinhão em mancais 112 entre o eixo de saída 110 e uma caixa de transmissão 114. O eixo de saída 110 é acoplado ao eixo de acionamento 33 por uma chaveta 95, assegurando assim a rotação do eixo de acionamento 33 quando o eixo de saída 110 é girado pelo parafuso sem-fim 106 e roda para parafuso sem-fim

108.

[0053] A operação de dispositivo 11 começa com os corpos de came 63 posicionados, como mostrado na figura 14, com as descontinuidades 69 em suas respectivas superfícies de came 65, voltadas para o eixo geométrico de pinhão 15 e os interstícios 75 (ver a figura 11) em suas respectivas superfícies de tração 73 também voltadas para eixo geométrico de pinhão 15. Essa orientação dos corpos de came 63 é estabelecida na montagem das engrenagens 51 com o pinhão 13 no carrinho 29 e é ajustada como a posição de partida pelo sistema de controle e o servo motor (não mostrado) atuando através do parafuso sem-fim 106 e roda para parafuso sem-fim 108.

[0054] Com os corpos de came 63 na posição de saída mostrada na figura 14, um elemento de tubo 79 a ser ranhurado é inserido através de abertura 37 no carrinho 29 e contatando o copo 39 (ver a figura 9). O alinhamento dos interstícios 75 nas superfícies de tração 73 e as descontinuidades 69 nas superfícies de came 63 (ver a figura 11) provêm folga para a inserção de tubo. O elemento de tubo é adicionalmente pressionado contra o copo 39, comprimindo as molas 45 e movendo o copo 39 contra um batente positivo (a face do eixo de pinhão 19, nesse exemplo) de forma que uma extremidade 47 do eixo de copo 41 interaja com o interruptor 49, nesse exemplo, um interruptor de proximidade. O fechamento do interruptor 49 envia um sinal para o sistema de controle, que comanda o servo motor para girar o parafuso sem-fim 106, que gira a roda para parafuso sem- fim 108. Nesse exemplo, a rotação da roda para parafuso sem-fim 108 gira o eixo de saída 110 no sentido contrário dos ponteiros do relógio (quando visualizado na figura 14), que causa com que o eixo de acionamento 33, ao qual ela é chavetada (chaveta 95), gire. A rotação do eixo de acionamento 33 gira o carrinho 29 no sentido contrário dos ponteiros do relógio em torno do eixo geométrico de pinhão 15. (A direção de rotação do carrinho 29 é determinada pelo arranjo das superfícies de came 65 nos corpos de came 63.)

Isso causa com que as engrenagens 51 e seus corpos de came associados 63 orbitem em torno do eixo geométrico de pinhão 15. Todavia, o pinhão 13 é fixado contra rotação porque o eixo de pinhão 19 é chavetado à coluna 23 pela chaveta 25. Porque as engrenagens 51 engatam o pinhão 13, a rotação relativa do carrinho 29 em torno do eixo geométrico de pinhão 15 causa com que as engrenagens 51, e seus corpos de came associados 63, girem em torno de seus respectivos eixos geométricos de engrenagem 53. A rotação dos corpos de came 63 leva as superfícies de tração 73 e superfícies de came 65 ao contato com a superfície externa 83 do elemento de tubo 79. As superfícies de tração 73 preendem o elemento de tubo 79 enquanto as superfícies de came 65 imprimem uma ranhura em sua superfície externa 83 quando a região de raio crescente 67 e a região de raio constante 71 de cada superfície de came 65 atravessam o elemento de tubo. O local das superfícies de came 65 nos corpos de came 63 é coordenado com a posição do elemento de tubo quando ele é inserido suficientemente de forma a atingir um batente positivo e acionar o interruptor 49 de forma que uma ranhura seja formada na distância desejada a partir da extremidade do elemento de tubo. O controlador gira o carrinho 29 através de muitas revoluções, quando necessário (dependendo de a relação de engrenagem entre as engrenagens 51 e o pinhão 13) para formar uma ranhura circunferencial de profundidade substancialmente constante no elemento de tubo. Na conclusão da formação de ranhura, o controlador retorna o carrinho 29 para uma posição na qual os interstícios 75 nas superfícies de tração 73 e as descontinuidades 69 nas superfícies de came 65 novamente confrontam o eixo geométrico de pinhão 15 (ver a figura 14). Essa posição dos corpos de came 63 permite que o elemento de tubo 79 seja retirado do carrinho 29, e o dispositivo 11 está pronto para abrir uma ranhura em outro elemento de tubo.

[0055] Uma vantagem significante é obtida com o dispositivo 11, porque ele aplica torque mínimo ao elemento de tubo durante o processo de abertura de ranhura, enquanto forma a ranhura to um diâmetro fixo. Essa condição é obtida quando: 1) o diâmetro de círculo de passo 85 de pinhão 13 (figura 11) é igual ao diâmetro externo do elemento de tubo 79; e 2) o diâmetro de círculo de passo 87 das superfícies de tração 73 é igual ao diâmetro de círculo de passo 89 das engrenagens 51 (figura 12). Quando essas duas condições são satisfeitas, as superfícies de tração 73 são restringidas de atravessar a superfície externa do elemento de tubo com pouca ou nenhuma tendência a fazer com que o tubo gire, e assim aplique somente torque mínimo ao elemento de tubo. O termo “igual”, quando usado aqui para se referir à relação entre o diâmetro de círculo de passo do pinhão e ao diâmetro externo do tubo, significa que o diâmetro de círculo de passo está suficientemente próximo ao diâmetro externo de forma que torque mínimo seja aplicado ao elemento de tubo. Diferenças entre o diâmetro de círculo de passo e o diâmetro externo do elemento de tubo na ordem de centésimos de polegada satisfazem essa definição de "igual”, em aplicações práticas. Porque os elementos de tubo práticos têm significantes tolerâncias diametrais a partir das nominais, é esperado que a relação entre o diâmetro de círculo de passo da superfície de tração e o diâmetro externo do elemento de tubo possa ser afetada por desvio de diâmetro de tubo de forma que torque fosse aplicado ao elemento de tubo, tornando assim vantajoso o uso de um fixador externo 99 (ver a figura 9), nesses casos.

[0056] Em um projeto de exemplo prático, um dispositivo 11, apropriado para abrir ranhuras em um tubo de diâmetro nominal de 2,54 cm (1 polegada), usa três engrenagens 51 e corpos de came 63, como mostrado. O diâmetro externo do tubo nominal de 2,54 cm (1 polegada) é 3,34 cm (1,315 polegada). Um pinhão 13 tendo 21 dentes e um diâmetro de círculo de passo de 3,33 cm (1 5/16 polegadas ) (1,3125 polegadas) é suficientemente próximo (uma diferença de 0,0063 cm (0,0025 polegada)) de forma que torque mínimo seja aplicado quando os diâmetros de círculo de passo das engrenagens e as superfícies de tração são também iguais entre si. Essa modalidade de exemplo usa as engrenagens 51 tendo 42 dentes com um diâmetro de círculo de passo de 6,66 cm (2 5/8 polegadas). As superfícies de tração 73, quando estriadas ou de outra maneira preparadas, embora não uma engrenagem, têm um diâmetro de passo equivalente (isto é, o diâmetro de um cilindro que fornece o mesmo movimento que uma engrenagem atual), que é impresso no tubo quando ele é atravessado pela superfície de tração. Diferenças entre o diâmetro de círculo de passo das superfícies de tração e o diâmetro de círculo de passo das engrenagens na ordem de centésimos de polegada satisfazem essa definição de "igual” ou “equivalente” em aplicações práticas. Considerando a relação de engrenagem entre o pinhão 13 e as engrenagens 51, nesse exemplo, é claro que o carrinho 29 irá realizar duas revoluções para formar uma ranhura circunferencial completa em torno do elemento de tubo.

[0057] [0076] Em outro projeto de exemplo, apropriado para um tubo nominal de 5,08 cm (2 polegadas) tendo um diâmetro externo de 6,03 cm (2 3/8 polegadas) (2,375 polegadas), um pinhão tendo 30 dentes com um diâmetro de círculo de passo de 5,99 m (2,362 polegadas) é possível (uma diferença de 0,033 cm (0,013 polegadas)). Esse projeto usa 5 engrenagens, cada engrenagem tendo 30 dentes e um diâmetro de círculo de passo de 5,99 m (2,362 polegadas).

[0058] A relação de 1:1 entre pinhão e engrenagem indica que uma única revolução de carrinho é requerida para formar uma ranhura completa. Projetos com mais do que três engrenagens são vantajosos quando os elementos de tubo que têm paredes delgadas ou maiores diâmetros estão sendo ranhurados, porque tais tubos têm uma tendência de se abaularem elasticamente sobre regiões entre os cames, quando comprimido entre três superfícies de came afastadas por 120º entre si. Esse comportamento elástico conduz a maior retro-molejamento dos elementos de tubo para seu formato inicial e inibe a formação de ranhura. Todavia, mais engrenagens significam mais cames aplicando força em mais pontos em torno do elemento de tubo para mais bem suportar o elemento de tubo e, por conseguinte, significantemente reduzir o abaulamento elástico. Mais restrições mais estreitamente espaçadas em torno do elemento de tubo forçam a deformação amplamente para o regime plástico, no qual o retro-molejamento de mola é reduzido e compensado.

[0059] Outro projeto de exemplo usa 4 engrenagens e cames para elementos de tubo de diâmetro nominal de 3,18 e 3,81 cm (1,25 e 1,5 polegada). Relações entre engrenagem e pinhão de 1,5: 1 e 1: 1 são também possíveis para esse projeto.

[0060] O dispositivo 11 é projetado de forma que o carrinho 29 e suas engrenagens associadas 51, corpos de came 63, pinhão 13, eixo de copo 41, copo 39, mola 45, o eixo de acionamento 33 e eixo de pinhão 19 constituam um conjunto 91 intercambiável com um trem de engrenagens 104 para permitir que o dispositivo seja facilmente adaptado para abrir ranhuras de uma faixa de tubos tendo diferentes diâmetros e espessuras de parede. À intercambiabilidade é proporcionada pelo uso da chaveta 25 entre o eixo de pinhão 19 e a coluna 23, e a chaveta 95 entre o eixo de acionamento 33 e o eixo de saída 110, acoplado com uma porca de retenção 97, rosqueada com o eixo de acionamento 33 e atuando contra o eixo de saída 110. O conjunto 91 pode ser removido por deslizamento do mesmo ao longo do eixo geométrico de pinhão 15 quando a porca de retenção 97 está fora de engate ou não atarraxada com o eixo de acionamento 33. Um diferente conjunto de carrinho, apropriado para a abertura de ranhura em um elemento de tubo diferente, pode então ser substituído.

[0061] É esperado que os dispositivos 11 de acordo com a invenção aumentem a eficiência das operações de abertura de ranhura, porque eles irão operar rapidamente, precisamente e seguramente em uma extensa faixa de tamanhos e bitolas de elementos de tubo sem a necessidade para suportes para suportar o elemento de tubo e acomodar sua rotação e assegurar o alinhamento.

O dispositivo 11 irá também permitir que conjuntos de tubo que têm juntas de joelho sejam ranhurados sem preocupação para a rotação do movimento do elemento de tubo transversal.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Dispositivo para formar uma ranhura circunferencial em um elemento de tubo, dito dispositivo caracterizado pelo fato de que compreende: um pinhão fixado contra rotação em torno de um eixo geométrico de pinhão arranjado coaxialmente ao dito pinhão; uma matriz de expansão posicionada adjacente a dito pinhão e concêntrica ao dito eixo geométrico de pinhão, dita matriz de expansão tendo uma pluralidade de segmentos de matriz móveis radialmente na direção para, e para longe de, dito eixo geométrico de pinhão, cada dito segmento de matriz tendo uma face de matriz voltada para longe do dito eixo geométrico de pinhão e engatável com uma superfície interna de dito elemento de tubo quando movido para longe da mesma; um atuador acoplado à dita matriz de expansão para mover ditos segmentos de matriz na direção para, e para longe de, dito eixo geométrico de pinhão; um carrinho circundando dita matriz de expansão, dito carrinho sendo rotativo em torno de dito eixo geométrico de pinhão, dito carrinho definindo uma abertura arranjada coaxialmente ao dito eixo geométrico de pinhão para receber dito elemento de tubo; uma pluralidade de engrenagens montadas em dito carrinho, cada dita engrenagem sendo rotativa relativamente a dito carrinho em torno de um respectivo eixo geométrico de engrenagem, cada dita engrenagem engrenando com o dito pinhão; uma pluralidade de corpos de came, cada dito corpo de came montado em uma respectiva de ditas engrenagens; uma pluralidade de primeiras superfícies de came, cada uma de ditas primeiras superfícies de came se estendendo em torno de um respectivo de ditos corpos de came, cada uma de ditas primeiras superfícies de came compreendendo uma região de raio crescente e uma descontinuidade;

em que dito elemento de tubo é posicionado entre ditas é voltada de matriz e ditas primeiras superfícies de came quando dito elemento de tubo é recebido dentro de dita abertura.

2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que dito atuador compreende: uma barra de tração posicionada coaxialmente à dita matriz de expansão e móvel ao longo de dito eixo geométrico de pinhão, o movimento de dita barra de tração movendo ditos segmentos de matriz na direção para, e para longe de, dito eixo geométrico de pinhão; um cilindro tendo um êmbolo acoplado à dita barra de tração para mover dita barra de tração ao longo de dito eixo geométrico de pinhão.

3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada dita engrenagem tem um mesmo diâmetro de círculo de passo.

4. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente pelo menos uma superfície de tração se estendendo em torno de um de ditos corpos de came, dita pelo menos uma superfície de tração sendo engatável com dito elemento de tubo.

5. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que dito pinhão tem um diâmetro de círculo de passo igual a um diâmetro externo de dito elemento de tubo.

6. Dispositivo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente pelo menos uma superfície de tração se estendendo em torno de um de ditos corpos de came, dita pelo menos uma superfície de tração sendo engatável com dito elemento de tubo, dita pelo menos uma superfície de tração tendo um diâmetro de círculo de passo igual a um diâmetro de círculo de passo de uma de ditas engrenagens.

7. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada uma de ditas primeiras superfícies de came compreende adicionalmente uma região de raio constante posicionada adjacente a uma respectiva de ditas descontinuidades.

8. Dispositivo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que dita pelo menos uma superfície de tração tem um interstício na mesma, dito interstício sendo alinhado axialmente com dita descontinuidade de dita primeira superfície de came circundando dito um corpo de came.

9. Dispositivo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que dita pelo menos uma superfície de tração tem um interstício na mesma, dito interstício sendo alinhado axialmente com dita descontinuidade de dita primeira superfície de came circundando dito um corpo de came.

10. Dispositivo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma pluralidade de ditas superfícies de tração, cada uma de ditas superfícies de tração se estendendo em torno de um respectivo de ditos corpos de came, cada uma de ditas superfícies de tração tendo um interstício na mesma, cada dito interstício sendo alinhado axialmente com uma respectiva de ditas descontinuidades de ditas primeiras superfícies de came em cada uma de ditas corpos de came.

11. Dispositivo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma pluralidade de ditas superfícies de tração, cada uma de ditas superfícies de tração se estendendo em torno de um respectivo de ditos corpos de came, cada uma de ditas superfícies de tração tendo um interstício na mesma, cada dito interstício sendo alinhado axialmente com uma respectiva de ditas descontinuidades de ditas primeiras superfícies de came em cada uma de ditas corpos de came.

12. Dispositivo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que dita pelo menos uma superfície de tração é posicionada no dito um corpo de came em relação espaçada à dita primeira superfície de came se estendendo em torno de dito um corpo de came.

13. Dispositivo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que dita pelo menos uma superfície de tração é posicionada no dito um corpo de came em relação espaçada à dita primeira superfície de came se estendendo em torno de dito um corpo de came.

14. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos três ditas engrenagens.

15. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos quatro ditas engrenagens.

16. Dispositivo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que uma de ditas primeiras superfícies de came é posicionada entre dita engrenagem e dita pelo menos uma superfície de tração.

17. Dispositivo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que uma de ditas primeiras superfícies de came é posicionada entre dita engrenagem e dita pelo menos uma superfície de tração.

18. Dispositivo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que uma de ditas primeiras superfícies de came é posicionada próxima à dita pelo menos uma superfície de tração.

19. Dispositivo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que uma de ditas primeiras superfícies de came é posicionada próxima à dita pelo menos uma superfície de tração.

20. Dispositivo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que dita pelo menos uma superfície de tração compreende uma pluralidade de projeções se estendendo para fora a partir da mesma.

21. Dispositivo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que dita pelo menos uma superfície de tração compreende uma pluralidade de projeções se estendendo para fora a partir da mesma.

22. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma pluralidade de segundas superfícies de came, cada uma de ditas segundas superfícies de came se estendendo em torno de um respectivo de ditos corpos de came e posicionada em relação espaçada a uma respectiva de ditas primeiras superfícies de came.

23. Dispositivo de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que cada uma de ditas segundas superfícies de came compreendendo uma região de raio crescente e uma descontinuidade, cada dita descontinuidade de ditas segundas superfícies de came sendo alinhada com uma respectiva de ditas descontinuidades de ditas primeiras superfícies de came.

24. Dispositivo de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que cada uma de ditas segundas superfícies de came compreende uma região de raio constante posicionada adjacente a uma respectiva de ditas descontinuidades de ditas segundas superfícies de came.

25. Dispositivo de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que cada uma de ditas segundas superfícies de came tem um raio constante.

26. Dispositivo de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente pelo menos uma superfície de tração se estendendo em torno de um de ditos corpos de came, dita pelo menos uma superfície de tração tendo um interstício na mesma, dito interstício sendo alinhado axialmente com dita descontinuidade de dita primeira superfície de came circundando dito um corpo de came.

27. Dispositivo de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que dita pelo menos uma superfície de tração compreende uma pluralidade de projeções se estendendo para fora a partir da mesma.

28. Dispositivo de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que dita primeira superfície de came circundando dito um corpo de came é posicionada entre dita pelo menos uma superfície de tração e dita segunda superfície de came circundando dito um corpo de came.

29. Dispositivo de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que ditas primeiras e ditas segundas superfícies de came circundando dito um corpo de came são posicionadas entre dita pelo menos uma superfície de tração e uma de ditas engrenagens no qual dito um corpo de came é montado.

30. Dispositivo de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que dita primeira superfície de came circundando dito primeiro corpo de came é posicionada próxima à dita pelo menos uma superfície de tração.

31. Dispositivo de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que dita pelo menos uma superfície de tração tem um diâmetro de círculo de passo igual a um diâmetro de círculo de passo de uma de ditas engrenagens.

32. Dispositivo de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma pluralidade de superfícies de tração, cada uma de ditas superfícies de tração se estendendo em torno de um respectivo de ditos corpos de came, cada uma de ditas superfícies de tração tendo um interstício na mesma, cada dito interstício sendo alinhado axialmente com uma respectiva de ditas descontinuidades de ditas primeiras superfícies de came em cada uma de ditas corpos de came.

33. Dispositivo de acordo com a reivindicação 32, caracterizado pelo fato de que cada uma de ditas superfícies de tração compreende uma pluralidade de projeções se estendendo para fora a partir da mesma.

34. Dispositivo de acordo com a reivindicação 32, caracterizado pelo fato de que cada uma de ditas primeiras superfícies de came é posicionada entre uma respectiva de ditas superfícies de tração e uma respectiva de ditas segundas superfícies de came em cada dito corpo de came.

35. Dispositivo de acordo com a reivindicação 32, caracterizado pelo fato de que ditas primeiras e segundas superfícies de came são posicionadas entre dita superfície de tração e dita engrenagem em cada dito corpo de came.

36. Dispositivo de acordo com a reivindicação 32, caracterizado pelo fato de que dita primeira superfície de came é posicionada próxima à dita superfície de tração em cada dito corpo de came.

37. Dispositivo para formar uma ranhura circunferencial em um elemento de tubo, dito dispositivo caracterizado pelo fato de que compreende: um pinhão fixado contra rotação em torno de um eixo geométrico de pinhão arranjado coaxialmente ao dito pinhão; um carrinho circundando dito pinhão, dito carrinho sendo rotativo em torno de dito eixo geométrico de pinhão e definindo uma abertura arranjada coaxialmente ao dito eixo geométrico de pinhão para receber dito elemento de tubo; uma pluralidade de engrenagens montadas em dito carrinho, cada dita engrenagem sendo rotativa relativamente a dito carrinho em torno de um respectivo eixo geométrico de engrenagem, cada dita engrenagem engrenando com o dito pinhão; uma pluralidade de corpos de came, cada dito corpo de came montado em uma respectiva de ditas engrenagens; uma pluralidade de primeiras superfícies de came, cada uma de ditas primeiras superfícies de came se estendendo em torno de um respectivo de ditos corpos de came e engatável com dito elemento de tubo recebido dentro de dita abertura, cada uma de ditas primeiras superfícies de came compreendendo uma região de raio crescente, cada uma de ditas primeiras superfícies de came compreendendo uma primeira descontinuidade de dita primeira superfície de came.

38. Dispositivo de acordo com a reivindicação 37,

caracterizado pelo fato de que cada dita engrenagem tem um mesmo diâmetro de círculo de passo.

39. Dispositivo de acordo com a reivindicação 37, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma pluralidade de segundas superfícies de came, cada uma de ditas segundas superfícies de came se estendendo em torno de um respectivo de ditos corpos de came e posicionada em relação espaçada a uma de ditas primeiras superfícies de came.

40. Dispositivo de acordo com a reivindicação 39, caracterizado pelo fato de que cada uma de ditas segundas superfícies de came compreendendo a segunda região de raio crescente, cada uma de ditas segundas superfícies de came compreendendo uma segunda descontinuidade de dita segunda superfície de came, dita segunda descontinuidade sendo alinhada com dita primeira descontinuidade em cada dito corpo de came.

41. Dispositivo de acordo com a reivindicação 37, caracterizado pelo fato de que cada uma de ditas primeiras superfícies de came compreende uma região de raio constante posicionada adjacente a uma respectiva de ditas primeiras descontinuidades.

42. Dispositivo de acordo com a reivindicação 40, caracterizado pelo fato de que cada uma de ditas segundas superfícies de came compreende uma região de raio constante posicionada adjacente a uma respectiva de ditas segundas descontinuidades.

43. Dispositivo de acordo com a reivindicação 39, caracterizado pelo fato de que cada uma de ditas segundas superfícies de came tem um raio constante.

44. Dispositivo de acordo com a reivindicação 37, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente pelo menos uma superfície de tração se estendendo em torno de um de ditos corpos de came, dita pelo menos uma superfície de tração tendo um interstício na mesma, dito interstício sendo alinhado axialmente com dita primeira descontinuidade de dita primeira superfície de came circundando dito um corpo de came.

45. Dispositivo de acordo com a reivindicação 44, caracterizado pelo fato de que dita pelo menos uma superfície de tração compreende uma pluralidade de projeções se estendendo para fora a partir da mesma.

46. Dispositivo de acordo com a reivindicação 44, caracterizado pelo fato de que dita pelo menos uma superfície de tração é posicionada próxima à dita primeira superfície de came circundando dito um corpo de came.

47. Dispositivo de acordo com a reivindicação 44, caracterizado pelo fato de que dito pinhão tem um diâmetro de círculo de passo igual a um diâmetro externo de dito elemento de tubo.

48. Dispositivo de acordo com a reivindicação 47, caracterizado pelo fato de que dita pelo menos uma superfície de tração tem um diâmetro de círculo de passo igual a um diâmetro de círculo de passo de uma de ditas engrenagens.

49. Dispositivo de acordo com a reivindicação 47, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma pluralidade de ditas superfícies de tração, cada uma de ditas superfícies de tração se estendendo em torno de um respectivo de ditos corpos de came, cada uma de ditas superfícies de tração tendo um interstício na mesma, cada dito interstício sendo alinhado axialmente com uma respectiva de ditas descontinuidades de ditas primeiras superfícies de came em cada uma de ditas corpos de came, cada uma de ditas superfícies de tração tendo um diâmetro de círculo de passo igual a ditos diâmetros de círculo de passo de ditas engrenagens.

50. Dispositivo de acordo com a reivindicação 39, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente pelo menos uma superfície de tração se estendendo em torno de um de ditos corpos de came,

dita pelo menos uma superfície de tração tendo um interstício na mesma, dito interstício sendo alinhado axialmente com dita primeira descontinuidade de dita primeira superfície de came circundando dito um corpo de came.

51. Dispositivo de acordo com a reivindicação 50, caracterizado pelo fato de que dito pinhão tem um diâmetro de círculo de passo igual a um diâmetro externo de dito elemento de tubo.

52. Dispositivo de acordo com a reivindicação 51, caracterizado pelo fato de que dita pelo menos uma superfície de tração tem um diâmetro de círculo de passo igual a um diâmetro de círculo de passo de uma de ditas engrenagens.

53. Dispositivo de acordo com a reivindicação 50, caracterizado pelo fato de que dita primeira superfície de came é posicionada entre dita pelo menos uma superfície de tração e dita segunda superfície de came circundando dito um corpo de came.

54. Dispositivo de acordo com a reivindicação 50, caracterizado pelo fato de que ditas primeiras e segundas superfícies de came são posicionadas entre dita pelo menos uma superfície de tração e dita engrenagem no qual dito um corpo de came é montado.

55. Dispositivo de acordo com a reivindicação 51, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma pluralidade de ditas superfícies de tração, cada uma de ditas superfícies de tração se estendendo em torno de um respectivo de ditos corpos de came, cada uma de ditas superfícies de tração tendo um interstício na mesma, cada dito interstício sendo alinhado axialmente com uma respectiva de ditas descontinuidades de ditas primeiras superfícies de came em cada uma de ditas corpos de came, cada uma de ditas superfícies de tração tendo um diâmetro de círculo de passo igual a ditos diâmetros de círculo de passo de ditas engrenagens.

56. Dispositivo de acordo com a reivindicação 55, caracterizado pelo fato de que cada uma de ditas primeiras superfícies de came é posicionada entre uma respectiva de ditas superfícies de tração e uma respectiva de ditas segundas superfícies de came em cada dito corpo de came.

57. Dispositivo de acordo com a reivindicação 55, caracterizado pelo fato de que cada uma de ditas primeiras e segundas superfícies de came é posicionada entre dita respectiva uma de dita superfície de tração e uma respectiva de ditas engrenagens em cada dito corpo de came.

58. Dispositivo de acordo com a reivindicação 55, caracterizado pelo fato de que cada uma de ditas primeiras superfícies de came é posicionada próxima a uma respectiva de ditas superfícies de tração em cada dito corpo de came.

59. Dispositivo de acordo com a reivindicação 37, caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos três ditas engrenagens.

60. Dispositivo de acordo com a reivindicação 37, caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos quatro ditas engrenagens.

61. Dispositivo de acordo com a reivindicação 37, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um copo posicionado adjacente ao dito pinhão e voltado para dita abertura, dito elemento de tubo contatando dito copo.

62. Pluralidade de cames para o trabalho a frio em um elemento de tubo, ditos cames sendo girados circunferencialmente em torno de dito elemento de tubo, caracterizada pelo fato de que cada dito came compreende: um corpo de came tendo um eixo geométrico de rotação; uma primeira superfície de came se estendendo em torno de dito corpo de came, dita primeira superfície de came compreendendo uma primeira região de raio crescente e uma primeira descontinuidade de dita primeira superfície de came; uma segunda superfície de came se estendendo em torno de dito corpo de came e posicionada em relação espaçada ao longo de dito eixo geométrico de rotação para dita primeira superfície de came.

63. Came de acordo com a reivindicação 62, caracterizado pelo fato de que dita segunda superfície de came compreende uma segunda região de raio crescente e uma segunda descontinuidade de dita segunda superfície de came, dita segunda descontinuidade sendo alinhada com dita primeira descontinuidade.

64. Came de acordo com a reivindicação 62, caracterizado pelo fato de que dita primeira superfície de came tem uma região de raio constante posicionada adjacente à dita primeira descontinuidade.

65. Came de acordo com a reivindicação 63, caracterizado pelo fato de que dita segunda superfície de came tem uma região de raio constante posicionada adjacente à dita segunda descontinuidade.

66. Came de acordo com a reivindicação 62, caracterizado pelo fato de que dita segunda superfície de came tem um raio constante.

67. Came de acordo com a reivindicação 62, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma superfície de tração se estendendo em torno de dito corpo de came, dita superfície de tração tendo um interstício na mesma, dito interstício sendo alinhado axialmente com dita primeira descontinuidade.

68. Came de acordo com a reivindicação 67, caracterizado pelo fato de que dita superfície de tração compreende uma pluralidade de projeções se estendendo para fora a partir da mesma.

69. Came de acordo com a reivindicação 62, caracterizado pelo fato de que dita primeira superfície de came é posicionada entre dita superfície de tração e dita segunda superfície de came.

70. Came de acordo com a reivindicação 69, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma engrenagem montada em dito corpo de came, dita engrenagem sendo arranjada coaxialmente com dito eixo geométrico de rotação.

71. Came de acordo com a reivindicação 70, caracterizado pelo fato de que ditas primeiras e segundas superfícies de came são posicionadas entre dita superfície de tração e dita engrenagem.

72. Came de acordo com a reivindicação 62, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma engrenagem montada em dito corpo de came, dita engrenagem sendo arranjada coaxialmente com dito eixo geométrico de rotação.