BR112020022261A2

BR112020022261A2 - inserto de faca, porta-faca, sistema para montar uma lâmina em uma máquina ou aparelho, cabeça de processamento de árvore, e, método de instalação de um inserto de faca em um porta-faca

Info

Publication number: BR112020022261A2
Application number: BR112020022261-5A
Authority: BR
Inventors: Bjarni Gudnason; Tony Graeme Shrimpton
Original assignee: Engineering Services Rotorua Limited
Priority date: 2018-05-02
Filing date: 2019-05-01
Publication date: 2021-02-23
Also published as: EP3809824B1; US11800838B2; CL2020002842A1; EP3809824C0; EP3809824A1; US20210169020A1; CA3098993A1; AU2019264109A1; EP3809824A4; WO2019212363A1

Abstract

A invenção se refere à montagem de insertos de faca em aparelhos que requerem substituição ocasional ou frequente do inserto de faca devido ao desgaste ou dano da faca, como é o caso em máquinas desgalhadoras usadas na indústria florestal. A invenção também se refere a um porta-faca, uma cabeça de processamento de árvore e a um método de instalação de um inserto de faca em um porta-faca. O inserto de faca da invenção para uso com um porta-faca compreende pelo menos uma porção de lâmina; uma porção de retenção configurada para fazer interface com uma porção de recepção correspondente do porta-faca; e um meio de transmissão de força configurado para introduzir uma pré-carga do porta-faca para o inserto de faca, em que a pré-carga é configurada para forçar a porção de retenção contra a porção de recepção ao longo de um comprimento da porção da lâmina e, assim, reter de forma removível o inserto de faca no lugar no porta-faca. As vantagens da invenção referem-se a tempos de parada reduzidos, quando insertos de faca precisam ser trocados, bem como a uma redução da fragilização indesejada, recristalização ou empenamento das porções da lâmina da faca devido à soldagem, que é amplamente utilizada em aplicações

Description

1 / 16 INSERTO DE FACA, PORTA-FACA, SISTEMA PARA MONTAR UMA LÂMINA EM UMA MÁQUINA OU APARELHO, CABEÇA DE PROCESSAMENTO DE ÁRVORE, E, MÉTODO DE INSTALAÇÃO DE UM INSERTO DE FACA EM UM PORTA-FACA

CAMPO

[001] Esta invenção se refere à montagem de insertos de faca em aparelhos que requerem substituição ocasional ou frequente do inserto de faca devido ao desgaste ou dano da faca, como é o caso em máquinas desgalhadoras usadas na indústria florestal.

ANTECEDENTES

[002] Em uma variedade de aplicações industriais, as lâminas são usadas para cortar todos os tipos de materiais. Exemplos de tais aplicações industriais podem ser encontrados na indústria de produção de alimentos e carne, no setor de construção e na indústria florestal.

[003] Essas lâminas requerem manutenção ou substituição regular ou mesmo frequente devido ao desgaste ou danos induzidos durante o uso.

[004] Na indústria florestal, um aparelho geralmente chamado de “coletor de árvores” é amplamente utilizado, o que permite o corte e desgalhamento rápido de árvores, em que essas duas e potencialmente mais funções são integradas em uma denominada cabeça de processamento.

[005] Em geral, as cabeças de processamento têm braços de desgalhamento com porta-facas e insertos de faca anexados aos mesmos, que, como o nome indica, cortam os galhos da árvore à medida que a árvore é rapidamente puxada pela cabeça com o objetivo de produzir um tronco limpo. Os braços de desgalhamento também servem como braços de preensão para realizar uma variedade de operações de manuseio de troncos e toras.

[006] Devido às altas velocidades de processamento e às altas forças de impacto resultantes nas lâminas de corte, as facas das cabeças de corte estão sujeitas a desgaste, tornam-se cegas e sem fio durante o uso e precisam ser

2 / 16 substituídas regularmente.

[007] Uma abordagem comum para atender a essa necessidade é desmontar todo o braço de desgalhamento afetado do chassi da cabeça do processador e substituí-lo por um braço recondicionado, completo com um novo inserto de faca. Outra abordagem é cortar o inserto de faca a partir da seção de transporte do braço e soldar uma faca de reposição no lugar.

[008] No entanto, lâminas de corte para cabeças de processamento, assim como qualquer lâmina feita sob medida em outras aplicações industriais, são produtos de alta tecnologia, exibindo propriedades de materiais especiais, como estruturas de grãos de aço refinados e construção em camadas para atender aos requisitos da indústria em termos de tenacidade e resistência ao desgaste. Como consequência, o material exige muito dos processos de soldagem usados e do pessoal que os realiza.

[009] Outra solução foi proposta, em que o inserto de faca é aparafusado no braço de desgalhamento em locais densamente distribuídos ao longo do contorno da lâmina. No entanto, devido à introdução de carga concentrada dos parafusos, esta solução requer que o inserto de faca tenha cortes transversais espessos nas áreas em que as conexões aparafusadas são realizadas, resultando em uma estrutura volumosa e complexa que tende a ser consideravelmente mais pesada do que os braços de desgalhamento com lâminas soldadas. Além disso, enquanto a solução aparafusada encurta o tempo de inatividade das máquinas usadas para a troca de lâminas quando comparada à solução soldada, afrouxar e apertar o grande número de parafusos normalmente necessários nesta solução ainda leva mais tempo do que seria desejável.

[0010] De um modo geral, existe uma necessidade contínua de se substituir os insertos de facas devido a rachaduras prematuras como resultado da soldagem, juntamente com o desgaste e danos normais, situação que aumenta os custos de manutenção e reduz a efetividade geral da produção

3 / 16 devido aos tempos de parada.

OBJETIVO DA INVENÇÃO

[0011] Portanto, é um objetivo da presente invenção fornecer um conjunto que supere ou melhore pelo menos uma desvantagem da técnica anterior, ou alternativamente, fornecer ao público uma escolha útil.

[0012] Outros objetivos da invenção tornar-se-ão evidentes a partir da seguinte descrição.

DIVULGAÇÃO DA INVENÇÃO

[0013] De acordo com um aspecto da invenção, é fornecido um inserto de faca para uso com um porta-faca, em que o inserto de faca compreende pelo menos uma porção de lâmina; uma porção de retenção configurada para fazer interface com uma porção de recepção correspondente do porta-faca; um meio de transmissão de força configurado para introduzir uma pré-carga a partir do porta-faca para o inserto de faca, em que a pré-carga é configurada para forçar a porção de retenção contra a porção de recepção ao longo de um comprimento da porção da lâmina e, assim, reter de forma removível o inserto de faca no lugar no porta-faca.

[0014] De preferência, o plano médio da porção de lâmina tem uma curvatura inicial ao longo de um comprimento a partir de uma primeira extremidade até uma segunda extremidade da porção de lâmina, em que a curvatura inicial é, de preferência, substancialmente em forma de arco.

[0015] De preferência, o meio de transmissão de força é configurado para introduzir a pré-carga na porção da lâmina de modo que a pré-carga atue para alterar a curvatura inicial da porção da lâmina.

[0016] De preferência, a porção de retenção é configurada para permitir uma alteração predeterminada da curvatura inicial da porção da lâmina a um máximo e para neutralizar qualquer alteração adicional ao repousar na porção de recepção, de modo que o inserto de faca seja firmemente pré-tensionado pela

4 / 16 pré-carga contra a porção de recepção.

[0017] De preferência, a porção de lâmina se estende substancialmente a partir de uma primeira extremidade a uma segunda extremidade do inserto de faca, em que o meio de transmissão de força inclui um primeiro meio de transmissão de força na ou perto da primeira extremidade e um segundo meio de transmissão de força na ou perto da segunda extremidade.

[0018] De preferência, os meios de transmissão de força são configurados para introduzir a pré-carga em uma direção que é substancialmente paralela ao plano do meio nas ou perto das respectivas primeira e segunda extremidades, respectivamente.

[0019] De preferência, a porção de retenção se estende ao longo da porção de lâmina e de modo adjacente à mesma.

[0020] De preferência, a porção de retenção é uma ranhura no inserto de faca que está configurada para receber uma chave correspondente do porta- faca.

[0021] De preferência, a porção de retenção é uma chave que se projeta do inserto de faca e é configurada para ser recebida em uma ranhura correspondente no porta-faca.

[0022] De preferência, o primeiro meio de transmissão de força é configurado para introduzir uma força de compressão ou de tração como a pré- carga.

[0023] De preferência, o inserto de faca é feito de aço fundido.

[0024] Em outro aspecto da invenção, é fornecido um porta-faca para uso com um inserto de faca, de preferência um braço de desgalhamento para uma cabeça de processamento de árvore, em que o porta-faca compreende uma porção de recepção configurada para receber uma porção de retenção correspondente do inserto de faca; meios de aplicação de força configurados para exercer uma pré- carga no inserto de faca, em que a pré-carga é configurada para forçar a porção

5 / 16 de retenção contra a porção de recepção ao longo de um comprimento da porção da lâmina e, assim, reter de forma removível o inserto de faca no lugar no porta- faca.

[0025] De preferência, os meios de aplicação de força incluem um tensor e um membro de batente.

[0026] De preferência, o tensor é um excêntrico rotativo.

[0027] De preferência, o tensor e o membro de batente estão localizados perto das extremidades distais da porção de recepção.

[0028] De preferência, a porção de recepção do porta-faca tem uma forma que corresponde substancialmente a uma curvatura inicial de uma porção da lâmina do inserto de faca, ou tem uma curvatura ligeiramente ampliada.

[0029] De preferência, a porção de recepção é configurada para permitir uma alteração predeterminada da curvatura inicial da porção de lâmina a um máximo e para neutralizar qualquer alteração adicional.

[0030] De preferência, a porção de recepção é substancialmente formada como uma chave e é configurada para receber uma ranhura correspondente do inserto de faca.

[0031] De preferência, a porção de recepção é uma ranhura e está configurada para receber uma chave correspondente que se projeta a partir do inserto de faca.

[0032] Ainda em outro aspecto da invenção, é fornecido um sistema para montar uma lâmina em uma máquina ou aparelho, em que o sistema inclui um inserto de faca e um porta-faca conforme definido acima.

[0033] Ainda em outro aspecto da invenção, é fornecida uma cabeça de processamento de árvore que tem pelo menos um porta-faca conforme definido anteriormente.

[0034] De preferência, a cabeça de processamento de árvore inclui, além disso, um inserto de faca conforme definido anteriormente.

[0035] Em ainda outro aspecto da invenção, é fornecido um método de

6 / 16 instalação de um inserto de faca em um porta-faca, em que o inserto de faca compreende uma porção de retenção e meios de transmissão de força, em que o porta-faca compreende uma porção de recepção e meios de aplicação de força, em que o método inclui as etapas de engatar a porção de retenção do inserto de faca e a porção de recepção do porta-faca; engatar os meios de transmissão de força do inserto de faca e os meios de aplicação de força do porta-faca; ativar os meios de aplicação de força para forçar a porção de retenção contra a porção de recepção ao longo de um comprimento da porção de lâmina e para exercer uma pré-carga no meio de transmissão de força e, portanto, em uma porção de lâmina do porta-faca; travar os meios de aplicação de força para manter a pré-carga e reter de forma removível o inserto de faca no lugar no porta-faca.

[0036] De preferência, o plano médio da porção de lâmina tem uma curvatura inicial ao longo de um comprimento a partir de uma primeira extremidade até uma segunda extremidade da porção de lâmina, em que a curvatura inicial é, de preferência, substancialmente em forma de arco, e em que a porção de recepção do porta-faca tem uma forma que corresponde substancialmente à curvatura da porção de lâmina ou tem uma curvatura ligeiramente ampliada.

[0037] De preferência, a pré-carga é introduzida no inserto de faca de modo que a pré-carga atue para alterar a curvatura inicial da porção da lâmina.

[0038] De preferência, a porção de retenção é configurada para permitir uma alteração predeterminada da curvatura inicial da porção da lâmina a um máximo, e para neutralizar qualquer alteração adicional apoiando na porção de retenção, de modo que o inserto de faca seja firmemente pré-tensionado pela pré-carga contra a porção de recepção.

[0039] De preferência, os meios de aplicação de força incluem um

7 / 16 tensor e um membro de batente.

[0040] De preferência, o tensor é um excêntrico rotativo.

DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0041] A partir de agora, descrever-se-ão modalidades específicas da invenção a título de exemplo e com referência aos desenhos anexos, nos quais Figura 1 mostra uma vista espacial de uma cabeça de processamento para colheita e desgalhamento de árvores, incluindo um inserto de faca e um porta-faca de acordo com uma modalidade da invenção Figura 2 mostra uma vista espacial do inserto de faca da Figura 1 Figura 3 mostra uma vista lateral do inserto de faca e do porta- faca da Figura 1, bem como detalhes das porções de extremidade do mesmo Figura 4 mostra uma visão espacial de um inserto de faca alternativo Figura 5 mostra uma vista lateral do inserto de faca alternativo da Figura 4 e um porta-faca alternativo correspondente, bem como detalhes das porções de extremidade do mesmo Figura 6 mostra uma vista lateral de ainda outro inserto de faca alternativo e um porta-faca alternativo correspondente, bem como detalhes de duas soluções de montagem alternativas

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0042] A Figura 1 mostra uma cabeça de colheita e processamento 1 de uma colhedora de árvores. Tais cabeças de processamento 1 estão comumente disponíveis como um acessório que pode ser instalado em escavadeiras de rodas ou esteiras modificadas para aplicações florestais ou máquinas florestais especificamente construídas. As funções principais das cabeças de colheita e processamento 1 são derrubar árvores em pé, desgalhar as árvores para produzir troncos limpos e, em seguida, cortar cada tronco em toras.

[0043] A cabeça de processamento 1 tem dois conjuntos de braços de

8 / 16 desgalhamento 5 correspondentes, um conjunto superior e um inferior. Cada conjunto pode ter uma forma de arco de curvatura diferente, de modo que, quando os quatro braços de desgalhamento 5 são enrolados em torno de uma árvore, uma cobertura muito boa da circunferência da árvore é efetuada para que troncos limpos possam ser produzidos.

[0044] Em outras modalidades, a cabeça de processamento 1 tem apenas um conjunto de braços de desgalhamento 5, ou seja, dois braços de desgalhamento 5, e também há modalidades com três, cinco ou mais braços de desgalhamento 5.

[0045] Para efetuar o desgalhamento, a cabeça de processamento 1 inclui um par de meios de transporte rotativos 7, configurados para engatar um tronco e puxá-lo, e permitir que os braços de desgalhamento 5, a posição dos quais será ajustada para atender o diâmetro do tronco, cortem fora dos galhos da árvore.

[0046] Os braços de desgalhamento 5 compreendem, cada um, um porta-faca 100 e um inserto de faca 200 montado no mesmo.

[0047] O inserto de faca 200 da modalidade representada inclui duas porções de lâmina opostas 210, que permitem o processamento bidirecional de toras pela cabeça de processamento 1, dependendo apenas da direção a partir da qual o meio de transporte 7 puxa as toras ao longo dos braços de desgalhamento 5. Em outras modalidades, no entanto, o inserto de faca 200 pode ter apenas uma porção de lâmina 210.

[0048] Voltando à Figura 2, as porções de lâmina 210 se estendem a partir de uma primeira extremidade 202 do inserto de faca 200 para uma segunda extremidade 204 do mesmo, em que um plano médio das porções de lâmina 200 tem uma curvatura inicial descarregada ao longo de um comprimento das porções de lâmina 200 da primeira extremidade 202 para a segunda extremidade. Na modalidade representada, a curvatura inicial é substancialmente em forma de arco, como indicado pela seta dupla e na Figura

9 / 16 2, cuja seta representa uma profundidade na curvatura da porção de lâmina 210. Outra caracterização da curvatura inicial mostrada nas Figuras 2 e 3 é que a curvatura é côncava em vista do lado voltado para longe do porta-faca 100. Como será observado pela representação da Figura 3, a curvatura inicial das porções de lâmina 210 tem uma curvilinearidade que exibe, em uma vista lateral, um ponto de inflexão 212.

[0049] No entanto, outras formas da curvatura inicial também são consideradas, por exemplo, um setor de um círculo, como é o caso na modalidade mostrada nas Figuras 4 e 5, ou uma forma substancialmente reta. Na modalidade representada nas Figuras 4 e 5, números de referência semelhantes foram usados para características semelhantes, e as explicações dadas acima também se aplicam a esta modalidade. Em uma modalidade de uma cabeça de processamento 1 de acordo com a invenção, um primeiro par de braços de desgalhamento 5 é conformado de acordo com a representação das Figuras 2 e 3, enquanto um segundo par de braços de desgalhamento da cabeça de processamento 1 é formado como mostrado nas Figuras 4 e 5. Esta configuração revelou-se particularmente versátil em uso.

[0050] O inserto de faca 200, além disso, inclui uma porção de retenção 220 configurada para fazer interface com uma porção de recepção 120 do porta- faca 100 de forma correspondente. Na modalidade mostrada, a porção de retenção 220 se estende de forma substancialmente contínua ao longo e adjacente às porções de lâmina 210, em que a porção de retenção 220 tem a forma de uma ranhura no inserto de faca 200 e se estende entre as duas porções de lâmina 210. Como será observado pela representação das Figuras 3 e 4, a porção de recepção 120 do porta-faca 100 nessas modalidades é configurada como uma chave que se estende continuamente ao longo do contorno do porta- faca 120. Em outras modalidades, a porção de retenção 220 do inserto de faca 200 tem a forma de uma chave projetando-se do inserto de faca 200, enquanto a porção de recepção 120 do porta-faca 100 é substancialmente formada como

10 / 16 uma ranhura.

[0051] Em algumas modalidades, a porção de recepção 120 e/ou a porção de retenção 220 podem compreender ombros complementares, configurados para apoiar um ao outro no estado montado do inserto de faca 200 e do porta-faca 100.

[0052] Como mostrado nas Figuras 2 e 4, o inserto de faca 200 compreende um primeiro meio de transmissão de força 232 na primeira extremidade 202 e um segundo meio de transmissão de força 234 na segunda extremidade 204, que, juntos, formam um meio de transmissão de força 230, configurado para introduzir uma pré-carga do porta-faca 100 no inserto de faca

200. Para efetuar a pré-carga, o porta-faca 100 inclui meios de aplicação de força 130 correspondentes, que podem ser travados uma vez que a força é aplicada, e que serão descritos em mais detalhes abaixo.

[0053] Nas modalidades representadas, o primeiro 232 e o segundo 234 meios de transmissão de força são formados como ressaltos ou cames que exibem uma forma semelhante a uma cunha, e cada um tem um recorte 402, 404 para acomodar os meios de aplicação de força 130 correspondentes do porta-faca 100. Comparando-se a modalidade mostrada na Figura 3B com aquela mostrada na Figura 5D, será observado que o recorte 404 é mais pronunciado na Figura 3B do que na Figura 5D. Isto é devido à forma particular da curvatura inicial da porção de lâmina 210 perto da segunda extremidade 204 na Figura 3, em que um componente de uma força de retenção é necessário que puxa o inserto de faca 200 contra o porta-faca 100.

[0054] O primeiro 232 e o segundo 234 meios de transmissão de força podem ser soldados, unidos, aparafusados ou estampados na porção de retenção 200 ou na porção de lâmina 210, ou fixados à mesma por meio de ajuste de forma, por exemplo, por um arranjo de chaves e fendas adequadas.

[0055] Deve ser mencionado que, em algumas modalidades, o inserto de faca 200 é feito de aço fundido. Vantajosamente, nessas modalidades, o

11 / 16 primeiro 232 e o segundo 234 meios de transmissão de força podem ser fundidos integralmente com a primeira 202 e a segunda 204 extremidades do inserto de faca 200. Além disso, o uso de aço fundido para se fabricar o inserto de faca 200 revelou-se benéfico em termos de confiabilidade e resistência ao desgaste.

[0056] O primeiro 232 e o segundo 234 meios de transmissão de força são moldados de modo que a pré-carga seja introduzida no inserto de faca 200, em um plano distante da porção de lâmina 210 na lateral do porta-faca 100, como indicado nas Figuras 3 e 5 pelas excentricidades 302, 304. Como efeito técnico, este arranjo mantém a porção da lâmina 210 livre de quaisquer partes que possam, em uso, ser um obstáculo no processo de corte.

[0057] De acordo com a invenção, a pré-carga é configurada para reter de forma removível o inserto de faca 200 no lugar, no porta-faca 100, superando, assim, a necessidade de se soldar o inserto de faca 200 no porta- faca 100. Esta configuração elimina ou diminui várias desvantagens das soluções da técnica anterior, por exemplo, tempos de inatividade da cabeça de processamento 1, bem como fragilização, recristalização ou empenamento indesejados das porções da lâmina 210 devido à soldagem.

[0058] Ao contrário dos insertos de faca do estado da técnica, com conexões aparafusadas ao longo do contorno da lâmina, como mencionado acima, a pré-carga interage com a porção de retenção contínua 220 e a porção de recepção 120 para permitir um corte transversal delgado e consistente do inserto de lâmina 200 ao longo do contorno da lâmina, com manuseio aprimorado na montagem e desmontagem. Além disso, devido à fixação contínua do inserto de faca 200 ao porta-faca 100 na presente invenção, as concentrações de tensão nos pontos de introdução de força local são evitadas, o que acaba sendo benéfico em termos de riscos de fadiga do material e quebra por fragilidade.

[0059] Em uma modalidade, o meio de transmissão de força 230 é

12 / 16 configurado para introduzir a pré-carga no inserto de faca 200, de modo que a pré-carga atue para alterar a curvatura inicial da porção de lâmina 210. Dessa forma, as porções de lâmina 210 são pré-tensionadas e tornam-se mais rígidas para suportar forças que visam uma deformação das porções de lâmina 210 ou do inserto de faca 200 em geral, como ocorrerá durante a operação da cabeça de processamento 1. Como mostrado nas figuras e para este fim, o meio de transmissão de força 230 é configurado para introduzir a pré-carga em uma direção que é substancialmente paralela ao plano médio das porções de lâmina 210 nas respectivas primeira 202 e segunda 204 extremidades ou perto das mesmas.

[0060] Essa característica é indicada nas Figuras 3 e 5 pelas setas de força F1 e F2, indicando as direções das forças exercidas por um tensor 134 e um membro de batente 132, que estão localizados perto das extremidades distais da porção de recepção 120 e que, juntos, formam os meios de aplicação de força 130 do porta-faca 100. Em uma modalidade da invenção, o tensor 134 é um excêntrico rotativo que é ativado manual ou automaticamente simplesmente girando-se um parafuso ou semelhante, como mostrado nas vistas detalhadas B e D das Figuras 3 e 5, respectivamente. A pessoa versada na técnica perceberá que os componentes das forças F1 e F2 interagem com a profundidade inicial e da porção de lâmina 210 para abrir ou esticar ainda mais a curvatura das porções de lâmina 210.

[0061] Nesse contexto, é salientado que a pré-carga introduzida nas porções de lâmina 210 ao longo das setas de força F1 e F2 envolve momentos de flexão local causados pelo primeiro 232 e segundo 234 meios de transmissão de força e suas excentricidades 302, 304 correspondentes, discutidas acima. Ajustando as excentricidades 302, 304 adequadamente em vista da curvatura da porção de lâmina 210, um encaixe particularmente justo entre o inserto de faca 200 e o porta-faca 100 pode ser alcançado.

[0062] A porção de retenção 220 do inserto de faca 200 é configurada

13 / 16 para permitir uma alteração predeterminada da curvatura inicial do inserto de faca 200 a um máximo e para neutralizar qualquer alteração adicional repousando na porção de recepção 120, de modo que o inserto de faca 200 seja firmemente pré-tensionado pela pré-carga contra a porção de recepção 120 do porta-faca 100. Isso pode ser conseguido, por exemplo, por uma seleção adequada da relação de rigidez entre o inserto de faca 200 e o porta-faca 100. Em uma modalidade, a porção de recepção 120 do porta-faca 100 tem um formato que tem uma curvatura ligeiramente ampliada quando comparada à curvatura da porção de lâmina 210, característica que serve para permitir uma pequena quantidade de deformação do inserto de faca 200 durante a introdução da pré-carga. A porção de recepção 120 pode ser configurada para permitir uma alteração predeterminada da curvatura inicial da porção de lâmina 210 a um máximo e para neutralizar qualquer aumento adicional. Dessa forma, um encaixe justo entre o inserto de faca 200 e o porta-faca 100 é alcançado.

[0063] A pessoa versada na técnica compreenderá que a alteração predeterminada da curvatura inicial do inserto de faca 200 pode variar em termos de magnitude, entre outros, dependendo da rigidez das peças envolvidas. Nos casos em que o inserto de faca 200 é relativamente rígido, a alteração predeterminada da curvatura inicial pode ser relativamente pequena e pode até mesmo estar dentro da faixa de tolerâncias de produção do inserto de faca 200, o que significa que, durante o pré-tensionamento do inserto de faca 200 contra a porção de recepção 120 do porta-faca 100, essas tolerâncias de produção são compensadas pela deformação de modo que o inserto de faca 200 e o porta-faca 100 tenham um encaixe justo e a distribuição da pré-carga ao longo do inserto de faca 200 seja homogênea.

[0064] Em outros casos, pode ser desejável permitir uma maior quantidade de alteração da curvatura inicial a fim de se atingir um nível mais alto de pré-tensão no inserto de faca 200 e na porção da lâmina 210. Nestes casos, pode ser possível identificar uma lacuna inicial entre o inserto de faca

14 / 16 200 e o porta-faca 100 a olho nu antes de a pré-carga ser aplicada. Dessa forma, a pré-tensão compressiva pode ser alcançada em partes do inserto de faca 200 que estão sujeitas a carregamento cíclico. Como a pessoa versada na técnica apreciará, a pré-tensão compressiva reduz o nível de tensões de tração em uso e pode acabar sendo benéfica para a resistência à fadiga do conjunto.

[0065] Em outra modalidade, um ou ambos os meios de transmissão de força 230 são configurados como meios de aplicação de força, por exemplo, como excêntricos rotativos, enquanto os meios de aplicação de força 130 são configurados para fornecer apenas forças de reação. Nesse caso, ao inserir o inserto de faca 200 no porta-faca 100, um operador ativaria e subsequentemente travaria o excêntrico rotativo no inserto de faca 200 para aplicar a pré-carga à porção de lâmina 200.

[0066] Embora as figuras mostrem uma modalidade na qual a pré-carga induz uma força compressiva e um momento de flexão nas porções de lâmina 210, modalidades são consideradas, nas quais a pré-carga é uma força de tração ou uma força de tração combinada com um momento de flexão. Tais modalidades abrangem os insertos de faca 200 cuja porção de lâmina 210 exibe uma curvatura que é convexa, em vista do lado voltado para longe do porta- faca 100. Nesses casos, uma pré-carga de tração induzida na primeira 202 e na segunda 204 extremidades puxa a porção de lâmina 210 para a porção de recepção 120 do porta-faca 100 de forma correspondente e, assim, afeta a resistência desejada da porção de lâmina 210 à deformação e fixação removível ao porta-faca 100.

[0067] Nas modalidades mostradas nas Figuras 2 a 5, o meio de aplicação de força 130 inclui basicamente duas partes espacialmente separadas, ou seja, o membro de batente 132 e o tensor 134. Da mesma forma, o meio de transmissão de força 230 foi descrito como incluindo duas partes separadas, a saber, o primeiro 232 e o segundo 234 meios de transmissão de força. Em outras modalidades, no entanto, como mostrado na Figura 6, o meio de aplicação de

15 / 16 força 130 e o meio de transmissão de força 230 compreendem, cada um, um subconjunto compacto que interage para exercer uma pré-carga no inserto de faca 100 em uma porção central do mesmo e, assim, fixá-lo ao porta-faca 200.

[0068] Na modalidade representada na Figura 6, numerais de referência semelhantes foram usados para características semelhantes, e as explicações fornecidas acima se aplicam também a esta modalidade. Como mencionado, ao contrário das modalidades descritas acima, os meios de exercício de força 130 e os meios de transmissão de força incluem, cada um, um subconjunto compacto, cuja característica é geralmente representada pela seta F, indicando uma direção de força ao longo da qual a pré-carga pode ser introduzida no inserto de faca 200.

[0069] Como pode ser visto na Figura, o inserto de faca 200 e o porta- faca 100 exibem, cada um, uma curvatura inicial, com uma lacuna inicial 500 entre o inserto de faca 200 e o porta-faca 100 resultante de uma diferença na curvatura inicial entre essas partes. Será observado pelo indivíduo versado na técnica que a amplitude da lacuna inicial 500 não está à escala na Figura, mas é exagerada, e é feita referência às explicações feitas anteriormente.

[0070] O detalhe A-A na Figura 6 mostra uma vista em corte transversal do inserto de faca 200 e do porta-faca 100 antes de a lacuna inicial 500 ser fechada. Nessa modalidade, a porção de retenção 220 do inserto de faca 200 é um entalhe e a porção de recepção 120 do porta-faca 100 é formada por uma superfície correspondente do mesmo. Quando o inserto de faca 200 é fixado ao porta-faca 100 pelo exercício de uma força de aperto ao longo da seta F, a lacuna inicial 500 se fechará e o inserto de faca 200 será firmemente preso ao porta-faca 100 pela interação da porção de retenção 220 e a porção de recepção 120 conforme descrito acima.

[0071] Detalhes sobre a aplicação dessa força de fixação serão descritos agora.

[0072] Como mostrado no detalhe A da Figura 6, o meio de aplicação

16 / 16 de força 130 é um parafuso rosqueado 140, inserido em um orifício correspondente no porta-faca 100. O parafuso rosqueado 140 interage com uma porca 142, fixada ou formada integralmente no inserto de faca 200. Portanto, nessa modalidade, a porca 142 corresponde ao meio de transmissão de força

230. A fim de introduzir a pré-carga no inserto de faca 200, o parafuso roscado 140 engata na porca 142 e é apertado para puxar o inserto de faca 200 em direção ao porta-navalha 100 até que a lacuna inicial 500 feche sob o efeito da pré-carga e a porção de retenção 220 e a porção de recepção 120 se encaixem entre si.

[0073] No detalhe B da Figura 6, o meio de transmissão de força 230 é projetado como um ressalto 152 tendo um orifício no mesmo, em que o ressalto 152 pode ser recebido por uma folga correspondente 154 no porta-faca 100. Um excêntrico 150 inserido em um orifício no porta-faca 100 que também se estende através do orifício do ressalto 152 em um estado montado forma o meio de exercício de força 130. Quando o excêntrico 150 engata no furo do ressalto 152 e é apertado por uma cabeça de parafuso ou semelhante, como indicado na figura, a lacuna inicial 500 fecha sob o efeito da pré-carga e a porção de retenção 220 e a porção de recepção 120 se encaixam entre si.

[0074] Como é evidente a partir do que precedeu, o porta-faca 100 e o inserto de faca 200, juntos, formam um sistema para montar uma lâmina em uma máquina ou aparelho. Embora esse sistema tenha sido descrito no contexto de uma cabeça de processamento 1 de uma colhedora de árvores, o mesmo pode ser aplicado em outros campos da técnica também, por exemplo, na indústria de alimentos e carne ou em aparelhos para entalhar madeira.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Inserto de faca para uso em um porta-faca, em que o inserto de faca é caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos uma porção de lâmina; uma porção de retenção configurada para fazer interface com uma porção de recepção correspondente do porta-faca; um meio de transmissão de força configurado para introduzir uma pré-carga do porta-faca para o inserto de faca, em que a pré-carga é configurada para forçar a porção de retenção contra a porção de recepção ao longo de um comprimento da porção de lâmina e, assim, reter de forma removível o inserto de faca no lugar no porta-faca.

2. Inserto de faca de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o plano médio da porção da lâmina tem uma curvatura inicial ao longo de um comprimento a partir de uma primeira extremidade à segunda extremidade da porção da lâmina, em que a curvatura inicial tem, de preferência, substancialmente forma de arco.

3. Inserto de faca de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o meio de transmissão de força é configurado para introduzir a pré-carga na porção da lâmina, de modo que a pré-carga atue para alterar a curvatura inicial da porção da lâmina.

4. Inserto de faca de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a porção de retenção é configurada para permitir uma alteração predeterminada da curvatura inicial da porção da lâmina a um máximo e para neutralizar qualquer alteração adicional ao repousar na porção receptora, de modo que o inserto de faca seja firmemente pré-tensionado pela pré-carga contra a porção receptora.

5. Inserto de faca de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a porção de lâmina se estende substancialmente a partir de uma primeira extremidade a uma segunda extremidade do inserto de faca, e em que o meio de transmissão de força inclui um primeiro meio de transmissão de força na ou próximo à primeira extremidade, e um segundo meio de transmissão de força na ou perto da segunda extremidade.

6. Inserto de faca de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o meio de transmissão de força é configurado para introduzir a pré-carga em uma direção que é substancialmente paralela ao plano do meio ou próximo às respectivas primeira e segunda extremidades, respectivamente.

7. Inserto de faca de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a porção de retenção se estende ao longo e adjacente à porção de lâmina.

8. Inserto de faca de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a porção de retenção é uma ranhura no inserto de faca, configurada para receber uma chave correspondente do porta-faca.

9. Inserto de faca de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a porção de retenção é uma chave que se projeta a partir do inserto de faca e é configurada para ser recebida em uma ranhura correspondente no porta-faca.

10. Inserto de faca de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o primeiro meio de transmissão de força é configurado para introduzir uma força de compressão ou tração como a pré-carga.

11. Porta-faca para uso com um inserto de faca, de preferência um braço de desgalhamento para uma cabeça de processamento de árvore, em que o porta-faca é caracterizado pelo fato de que compreende uma porção de recepção configurada para receber uma porção de retenção correspondente do inserto de faca; meios de aplicação de força configurados para exercer uma pré- carga no inserto de faca, em que a pré-carga é configurada para forçar a porção de retenção contra a porção receptora ao longo de um comprimento da porção da lâmina e, assim, reter de forma removível o inserto de faca no lugar no porta- faca.

12. Porta-faca de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que os meios de aplicação de força incluem um tensor e um membro de batente.

13. Inserto de faca de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o tensor é um excêntrico rotativo.

14. Porta-faca de acordo com as reivindicações 13 ou 14, caracterizado pelo fato de que o tensor e o batente estão localizados próximos às extremidades distais da porção receptora.

15. Porta-faca de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 15, caracterizado pelo fato de que a porção receptora do porta-faca tem uma forma que é substancialmente correspondente a uma curvatura inicial de uma porção da lâmina do inserto de faca, ou tem uma curvatura ligeiramente ampliada.

16. Porta-faca de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 16, caracterizado pelo fato de que a porção de recepção é configurada para permitir uma alteração predeterminada da curvatura inicial da porção de lâmina a um máximo e para neutralizar qualquer alteração adicional.

17. Porta-faca de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 17, caracterizado pelo fato de que a porção de recepção é substancialmente formada como uma chave e é configurada para receber uma ranhura correspondente do inserto de faca.

18. Porta-faca de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 18, caracterizado pelo fato de que a porção de recepção é uma ranhura e está configurada para receber uma chave correspondente que se projeta do inserto de faca.

19. Sistema para montar uma lâmina em uma máquina ou aparelho, em que o sistema é caracterizado pelo fato de que inclui um inserto de faca de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, e um porta-faca de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 18.

20. Cabeça de processamento de árvore caracterizada pelo fato de que tem pelo menos um porta-faca de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 18.

21. Cabeça de processamento de árvore de acordo com a reivindicação 21, caracterizada pelo fato de que inclui ainda um inserto de faca de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10.

22. Método de instalação de um inserto de faca em um porta- faca caracterizado pelo fato de que o inserto de faca compreende uma porção de retenção e meios de transmissão de força, em que o porta-faca compreende uma porção de recepção e meios de aplicação de força, em que o método inclui as etapas de engatar a porção de retenção do inserto de faca e a porção de recepção do porta-faca; engatar os meios de transmissão de força do inserto de faca e os meios de aplicação de força do porta-faca; ativar os meios de aplicação de força para forçar a porção de retenção contra a porção receptora ao longo de um comprimento da porção de lâmina e para exercer uma pré-carga no meio de transmissão de força e, portanto, em uma porção de lâmina do porta-faca; travar os meios de aplicação de força para manter a pré-carga e segurar de forma removível o inserto de faca no lugar no porta-faca.

23. Método de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pelo fato de que o plano médio da porção de lâmina tem uma curvatura inicial ao longo de um comprimento, a partir de uma primeira extremidade a uma segunda extremidade da porção de lâmina, em que a curvatura inicial é, de preferência, substancialmente em forma de arco, e em que a porção de recepção do porta-faca tem uma forma que corresponde substancialmente à curvatura da porção da lâmina ou tem uma curvatura ligeiramente ampliada.

24. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 ou 23, caracterizado pelo fato de que a pré-carga é introduzida no inserto de faca de modo que a pré-carga atue para alterar a curvatura inicial da porção da lâmina.

25. Método de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que a porção de retenção é configurada para permitir uma alteração predeterminada da curvatura inicial da porção de lâmina a um máximo e para neutralizar qualquer alteração adicional ao repousar na porção de retenção, de modo que o inserto de faca é firmemente pré-tensionado pela pré-carga contra a porção receptora.

26. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 a 25, caracterizado pelo fato de que os meios de aplicação de força incluem um tensor e um membro de batente.

27. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 a 26, caracterizado pelo fato de que o tensor é um excêntrico rotativo.