BRPI0613695A2 - mecanismo de segurança mecánico para movimentos verticais ou oblìquos por meio de barra rosqueada e porca cooperando com a mesma - Google Patents

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Abstract

MECANISMO DE SEGURANçA MECáNICO PARA MOVIMENTOS VERTICAIS OU OBLìQUOS POR MEIO DE BARRA ROSOUEADA E PORCA COOPERANDO COM A MESMA. Porca de segurança recebida deslizavelmente em uma sede (205) através da qual uma barra rosqueada 203 passa é acoplada ao intertravamento frontal (209B, 220A) com a porca de elevação (209); a liberação ocorre quando o desgaste da rosca de elevação (209) excede um limite de segurança; um batente axial formado de um mancal (228) se apóia na porca de segurança (220) para suportar a carga interrompendo mecanicamente o movimento. Um comutador de advertência (250) é ativado pela porca de se- gurança antes da dita interrupção mecânica.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MECANISMODE SEGURANÇA MECÂNICO PARA MOVIMENTOS VERTICAIS OU OBLÍQUOS POR MEIO DE BARRA ROSQUEADA E PORCA COOPERANDO COM A MESMA".
A presente invenção refere-se â um mecanismo para garantirsegurança em instalações para movimentos verticais ou muito inclinadoscom respeito à horizontal, que compreende uma barra rosqueada e pelomenos uma porca de cooperação, isto é compreendendo pelo menos umaporca de elevação associada a um suporte de base a ser movido por meiode rotação da barra rosqueada.
O objetivo principal da invenção é deter controle do desgaste darosca da porca de elevação e produzir alarme e/ou interrupção da operação,e/ou um suporte para a carga que está sendo movida por uma instalação dotipo mencionada acima.
Em substância, o mecanismo em questão compreende:no dito suporte de base, uma sede através da qual a barra rosqueadapassa;
na dita sede uma porca de segurança aparafusada sobre a dita barrarosqueada e capaz de deslizar com respeito à dita sede;
- um acoplamento de intertravamento frontal entre o dito parafuso deelevação e o dito parafuso de segurança, capaz de possibilitar a libera-ção das ditas duas base e porca de segurança quando o desgaste darosca da porca de elevação excede um limite de segurança máxima; e
- um membro de batente axial entre a dita porta de segurança e o ditosuporte de base, que age para suportar o suporte de base e, portanto,a estrutura resistente associada a ele.
Dispositivos - tal como um mancai de encosto - são providos,para permitir a rotação da porca de segurança com respeito ao dito batente,quando a carga se apoia na porta de segurança interrompendo mecanica-mente o movimento da carga.
Um sistema de advertência elétrico ou similar pode ser propor-cionado para agir antes da porta de segurança alcançar o dito membro debatente.
Opcionalmente, pode ser proporcionado um sistema adequadopara permitir a avaliação da posição da dita porca de segurança com respei-to ao suporte de base, e também do grau de desgaste progressivamentealcançado pela porca de elevação.
O acoplamento de intertravamento entre as duas porcas com-preende perfis com os dentes de cooperação até que o deslizamento entreas duas porcas de elevação e de segurança seja excedido, devido ao des-gaste máximo da rosca da porca de elevação.
Outras características da invenção são definidas nas reivindica-ções apensas no final do presente relatório descritivo.
A invenção será mais bem entendida pela seguinte descrição edesenho acompanhante, que mostra um exemplo prático não Iimitativo dadita invenção. Nos desenhos:
as figuras 1 A, 1B, 1C mostram alguns componentes do meca-nismo em vista em perspectiva explodidas;
as figuras 2-3 mostram cortes do mecanismo em questão, emduas variantes da instalação e em escalas diferentes;
a figura 4 mostra um detalhe do corte mostrado nas figuras 2 e 3com os componentes em condições com não desgaste da porca de elevação;
a figura 5 mostra uma seção local aumentada de acordo com V-V na figura 2;
as figuras 6 e 7 mostram o mesmo detalhe que a figura 4; comos componentes com condição de desgaste parcial e de desgaste máximoda porca de elevação.
De acordo com as ilustrações nos desenhos acompanhante, osnúmeros 200 na figura 2 e 201 na figura 3 indicam um suporte de base a serconectado com a estrutura a ser movida verticalmente ou quase verticalmen-te por dispositivo de rotação de uma barra rosqueada vertical ou inclinada203; o suporte 200 pode ser ligado a um componente horizontal A comomostrado na figura 2, enquanto o suporte 201 pode ser ligado a uma paredevertical como mostrado nas figuras subseqüentes.
O suporte de base - como aquele 201 - através do qual a barrarosqueada 203 passa, forma um alojamento para a porca de elevação 209engatada pela rosca da barra rosqueada 203 para permitir o movimento doconjunto. Uma porca de anel de travamento 213 pode ser fixada ao suportede base 201 por meio de parafusos 211; essa porca de anel 213 tem umasede conformada em cone truncado 213A, que quando ligada ao suporte debase 201, é aberta em direção ao flange 209A da porca de elevação 209A.O engaste de anel encamisado 215, afunilado externamente para corres-ponder com a superfície da sede conformada em cone truncado 213A daporca de anel de travamento 213 é recebido dentro da sede 213A da porcade anel de travamento 213, esse engate afunilado 215 forma uma sede ci-líndrica 215C para uma segunda porca de elevação flangeada suplementar217; durante a montagem, a porca 217 é aparafusada na barra rosqueada213 para entrar em contato com o flange 209A da porca de elevação princi-pal 209.
O engate afunilado 215 tem uma série dupla de fendas longitu-dinais 215A e 215B, que se originam respectivamente das duas extremida-des do engate afunilado e são distribuídas alternadamente uma para a outraem torno do dito engate. Com essa disposição, o engate afunilado 215quando recebido no alojamento 213A da porca de anel de travamento 213,pode ser deformado para reduzir as dimensões do diâmetro da sede cilíndri-ca 215C deste, para travar a porca de elevação flangeada suplementar 217quando a porca de anel de travamento afunilado 213 é forçada em direçãoao suporte de base 201 pelos parafusos 211, por meio da porca de anel 213.
Com essa disposição, é obtida uma presença dupla de porcasde elevação flangeadas, uma principal 209 e a suplementar 217 respectiva-mente.
A porca suplementar 217 é aparafusada sobre a barra rosquea-da 203 até que o flange 217A seja limitado pelo flange 209A da porca ros-queada principal 209; depois disso, com o bloqueamento da porca de anelde travamento afunilada 213 com os parafusos 211, a porca rosqueada su-plementar 217 é travada de forma giratória contra a rotação, de modo que asduas porcas 209 e 217 operam funcionalmente em um par para suportar acarga que se apóia no suporte de base 201, e, portanto, sobre a estruturaresistente a ser removida por elevação e abaixamento através da rotação dabarra rosqueada 203. As fendas 215A e 215B asseguram travamento efici-ente pelo engate afunilado 215, que mantém substancialmente sua geome-tria durante o travamento realizado pela porca de anel de travamento afuni-lada 213. Tudo isso permite que a cooperação seja facilmente asseguradaentre as duas porcas de elevação, que devem operar em combinação divi-dindo a carga em uma quantidade maior de roscas engatadas.
A extremidade superior da porca de elevação rosqueada 209 éprovida de uma série de dentes frontais 209B se projetando dentro de umasede cilíndrica 205 produzida no suporte de base 201. Receba na dita sede205 está uma porca de segurança 220, cilíndrica e, portanto, capaz de desli-zar axialmente com respeito ao eixo da barra rosqueada 203 e da sede cilín-drica 205; essa porca de segurança 220 - que é rosqueada de modo que elapode também ficar em correspondência com a barra rosqueada 203 - teminferiormente dentes 220A capazes de ficar em correspondência com osdentes 209B da porca de elevação 209, com a possibilidade de deslizamen-to recíproco conforme os dentes dos dois conjuntos de dentes 209B e 220Atêm um perfil substancialmente paralelo; além disso, quando a porca de se-gurança 220 desliza para cima na sede 205 com respeito ao suporte de base201, além de um certo limite de deslizamento para cima, ela é liberada dosdentes 209B, para os propósitos indicados abaixo.
Proporcionada acima, o suporte de base 200 ou 201 e em cor-respondência com o mesmo por meio dos parafusos 224 está uma luva 226;produzida na dita luva 226 está uma sede, que se abre para baixo para ummancai de encosto, contra o qual a borda superior da porca de segurança220 pode se apoiar quando empurrada para cima com respeito à sede 205na qual ela é recebida. Se estendendo dentro do mancai de encosto 220está a extensão 230A de uma luva de segurança 230, que pode tambémdeslizar em combinação com uma porca de segurança 220 com respeito aqual a dita extensão 230A é mais estreita. Molas de compressão 234 ade-quadas, embutidas na luva 230, garantem a adesão entre a luva 230 e aporca de segurança 220. Do acima, fica, portanto, claro que a porta de segu-rança 220 e a luva de segurança 230 se movem simultaneamente com res-peito ao conjunto do suporte de base 201 e da luva 226 com o mancai 228,para obter os objetivos desejados. Esses objetivos são, no total, obter umaadvertência de segurança ou realmente interromper a operação da barrarosqueada 203 e da porca 209, quando as condições de segurança do con-junto param de existir devido ao desgaste ao qual as porcas de elevação sãosujeitas durante a operação deste, quando é alcançado um limite de desgas-te além do qual a segurança deixa de existir e as porcas de elevação devemser substituídas. Opcionalmente, é possível também obter uma checagemvisual contínua e a possibilidade de medir o desgaste progressivo dessasporcas até alcançar a advertência de limite máximo como indicado abaixo.
Um comutador de segurança 250 é preso ao suporte de base201 ou à luva 226 fixada ao mesmo por meio de um elemento de conexão251. Esse comutador 205 tem uma cabeça 252 que forma um sensor decontrole do dito comutador 250, sendo o dito sensor capaz de ser controladopara atingir uma posição de advertência por um calibrador 254 com parafusode ajuste. Esse calibrador 254 é conectado em 256 ao suporte 251 e tem umapêndice capaz de ser operado por uma braçadeira 258 presa à luva de se-gurança 230 e, portanto, móvel como a porca de segurança 220.
Com esse dispositivo - como ficará mais visível abaixo - o comu-tador de segurança 250 ativa um sinal de advertência que indica o nível desegurança máximo de desgaste, além do qual os parafusos de segurançadevem ser substituídos; nessas condições, o comutador 250, opcionalmenteprovido de um cronômetro, pode mesmo provocar a interrupção do controlede rotação da barra rosqueada 203.
O dispositivo em questão pode também oferecer opcionalmenteuma checagem visual sistemática durante a operação deste para avaliar vi-sualmente ou com instrumento de calibre espesso ou similar, o nível pro-gressivo de desgaste das roscas das porcas de elevação como aquelas 209,217. Essa checagem visual pode ser implementada através de um parafuso260 sobre a luva de segurança 230, cuja cabeça está faceando a superfíciesuperior da luva 226, que se move junto com a porca de segurança 220.Portanto, o movimento da porca 220 em sua sede 205 pode ser avaliado pordeterminação da distância entre a cabeça do parafuso 260 e a dita superfíciesuperior da luva 226.
Durante operação do dispositivo, com desgaste progressivo dasduas porcas de elevação 209 e 217, estas tendem a abaixar juntas com osuporte de base 201, com respeito à porca de segurança 220, que não podegirar já que está engatada, com seus dentes 220A, com os dentes frontais209B da porca 209. A elevação da porca 220 com respeito ao conjunto dasporcas 209 e 217 é, desse modo, obtida como pode ser visto por compara-ção das figuras 4, 6 e 7 para alcançar a posição na figura 7, em que os den-tes 220A da porca 220 desengatam dos dentes 209B da porca 209 e se a-póiam no mancai 228. Nessas condições a porca de segurança 220 impedeo conjunto 201, 226 ou 200, 226 de cair mesmo no evento de destruição to-tal das roscas das porcas 209 e 217, já que a porca de segurança 220, sen-do tensionada através do impulsor da carga através do mancai 228, gira coma barra rosqueada 203, gira com a barra rosqueada 203 interrompendo me-canicamente o movimento; qualquer perigo de queda da estrutura é, porconseguinte, impedido, mesmo que a barra 203 continue a girar, sendo per-mitido fazer isso pelo mancai 228.
Durante elevação relativa da porca 220 com respeito ao conjunto201, 226 (ou 200, 226) e, por conseguinte, com elevação progressiva da Iu-va de segurança 230 com respeito ao dito conjunto, por um lado são obtidoso controle do comutador 250 para advertência antecipada e interrupção op-cional de rotação da barra rosqueada, enquanto por outro lado o desgasteprogressivo da rosca das duas roscas pode ser controlado visualmente ouusando um medidor de espessura calibrada ou similar, através da variaçãona distância da cabeça do parafuso 260 da luva 226. É obtida calibraçãoinicial durante a instalação do dispositivo, tanto com respeito ao comutador250 como com respeito a checagem visual com o parafuso 260 por ajuste docalibrador 254 e respectivamente a posição do parafuso 204 ambos os quaisdevem ser travados depois do ajuste por meio da porca de travamento.
Deve ser entendido que o desenho mostra somente um exemploproporcionado a título de uma disposição prática da invenção que pode vari-ar de forma e disposição sem, contudo, se desviar do escopo do conceitosobre o qual a dita invenção é baseada. Quaisquer referências numéricasnas reivindicações apensas são fornecidas para facilitar a leitura destas comreferência à descrição e ao desenho e não limitam o escopo de proteçãorepresentado pelas reivindicações.

Claims (15)

1. Mecanismo de segurança mecânico para movimentos verti-cais ou oblíquos por meio de uma barra rosqueada e porca ou porcas coope-rando com a mesma, compreendendo pelo menos uma porca de elevação(209) associada a um suporte de base (201) a ser movida através de rotaçãoda barra rosqueada (203), caracterizado pelo fato de que compreende: nodito suporte de base (201), uma sede (205) através da qual a barra rosquea-da (203) passa; na dita sede (205) uma porca de segurança (220) aparafu-sada sobre a dita barra rosqueada e capaz de deslizar com respeito à ditasede; um acoplamento de intertravamento frontal (209B, 220A) entre a ditaporca de elevação (209) e a dita porca de segurança (220), capaz de permi-tir a liberação das ditas duas porcas de base (209) e de segurança (220),quando o desgaste da rosca da porca de elevação (209) excede um limite desegurança máxima; e um membro de batente axial (228) entre a dita porcade segurança (220) e o dito suporte de base (201), que age para suportar osuporte de base (201) e, portanto, a estrutura resistente associada a ele;sendo proporcionados dispositivos para permitir a rotação da porca de segu-rança com respeito ao dito batente (228), quando a carga se apoia na porcade segurança (220).
2. Mecanismo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que a dita porta de segurança (220) é associada a um elementoexterno (230) adequado para permitir avaliação da posição da dita porca desegurança (220) com respeito ao suporte de base.
3. Mecanismo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que compreende um sistema de segurança elétrico ou similar,para avisar quando a porca de segurança (220) alcançou o dito membro debatente (228).
4. Mecanismo, de acordo com pelo menos a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que o dito acoplamento de intertravamento (209B,220A) compreende perfis dentados cooperando até que o deslizamento en-tre as duas porcas de elevação (209) e segurança (220) tenha excedido odesgaste máximo da rosca da porca de elevação (209).
5. Mecanismo, de acordo com pelo menos a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que o dito membro de batente (228) compreendeum mancai de esfera ou similar, e em que são proporcionados dispositivosde espaçador anular e dispositivos para reduzir a fricção lateral.
6. Mecanismo, de acordo com pelo menos uma das reivindica-ções anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende um comutadorde segurança elétrico (250) operando entre o dito suporte de base (201) e odito elemento externo (230) associados à dita porca de segurança (220) paraproduzir pelo menos uma advertência do estado de desgaste avançado darosca da porca de elevação (209).
7. Mecanismo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizadopelo fato de que o dito comutador de segurança (250) compreende um cali-brador ajustável (254) adequado para ativar um sinal de advertência e sub-seqüentemente interromper o movimento da barra rosqueada conforme olimite de segurança máximo de desgaste da rosca da porca de elevação(209) tenha sido alcançado.
8. Mecanismo, de acordo com pelo menos a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que compreende um parafuso de referência 260ou similar para avaliar visualmente e/ou usando elementos de medição oaumento da distância entre o suporte de base (201) e o dito elementoexterno (230) associados à porca de segurança (220) e, portanto, o estadode desgaste alcançado.
9. Mecanismo, de acordo com pelo menos uma das reivindica-ções precedentes, caracterizado pelo fato de que compreende dispositivospara ajustar e calibrar o dito parafuso de referência (260) ou similares e/ou ocalibrador (254) e o comutador de segurança (250).
10. Dispositivo para montagem segura para movimentos verti-cais, oblíquos e horizontais de uma estrutura resistente com suporte de ba-se, por meio de uma barra rosqueada e porca ou porcas cooperando com amesma, caracterizado pelo fato de que uma porca de movimento (217A) sefixada no suporte de base (200, 201) é circundada por um engaste encami-sado (215) externamente afunilado com fendas longitudinais parciais (215A,- 215Β) se originando alternadamente das duas extremidades opostas do ditoengaste encamisado afunilado, e em que o dito engaste encamisado afuni-lado (215) é recebido e travado em uma sede conformada em cone truncado(213A) de uma porca de anel de travamento (213) engatada com o suportede base (200, 201 ou outro) da estrutura resistente.
11. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizadopelo fato de que compreende pelo menos duas porcas opostas (209), (217)aparafusadas sobre a barra (203), uma primeira (209) das ditas porcas deelevação ou translação sendo recebida por e presa ao suporte de base (200,201) da estrutura resistente a ser movida enquanto a outra porca (217) étravada por dispositivo de parafuso (211) ou similar, que força o parafuso doanel de travamento 213 em direção e contra o suporte de base.
12. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 11, caracterizadopelo fato de que as duas ou mais porcas (209, 217) são aparafusadas umacontra a outra.
13. Dispositivo, de acordo com pelo menos uma das reivindica-ções 10 a 12, caracterizado pelo fato de que as duas porcas (209, 217) sãoflangeadas e em que o flange (209A) da porca de elevação ou de translação(209) é usado para fixação ao suporte de base, enquanto o engaste encami-sado afunilado (215) age no flange (217A) da porca suplementar (217).
14. Dispositivo, de acordo com pelo menos uma das reivindica-ções precedentes, caracterizado pelo fato de que compreende elementos deajuste, de guia e de calibre de espessura associados aos componentes dasreivindicações precedentes.
15. Mecanismo de segurança mecânico para movimentos verti-cais ou oblíquos, por meio da barra rosqueada e porca, cooperando com amesma; tudo tal como descrito acima e representado à título de exemplo nodesenho acompanhante.
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