BRPI0613772A2 - dispositivo de rolo atuador para máquinas usadas no processamento de produtos de metal - Google Patents

Abstract

DISPOSITIVO DE ROLO ATUADOR PARA MAQUINAS USADAS NO PROCESSAMENTO DE PRODUTOS DE METAL. A presente invenção se refere a um dispositivo para máquinas de aplainamento de produtos de metal na forma de folhas metálicas, tiras ou similares, o dito dispositivo também usado em máquinas similares para outras aplicações, compreendendo um dispositivo para transmissão de movimento para rolos de acionamento (8), extremamente funcional e capaz de transmitir altos torques, assim como, um independente controle. Esses dispositivos superam os freqúentes problemas concernentes ao espaço disponível para instalar adaptadores articulados. Isto pode ser obtido mediante uso de adaptadores (4) providos de dentes, os quais, tendo o mesmo diâmetro de flange, são capazes de prover altos torques e, em qualquer caso, podem ser usados em quaisquer aplicações em que se faça necessário ter ângulos de operação reduzidos dos adaptadores.

Description

"DISPOSITIVO DE ROLO ATUADOR PARA MÁQUINAS USADAS NOPROCESSAMENTO DE PRODUTOS DE METAL"

Campo da Invenção

A presente invenção se refere a um dispositivo derolo atuador para máquinas - em particular, para máquinasde aplainamento, conhecidas como "niveladoras ouaplainadoras" - usadas para o processamento de produtos demetal, tais como, folhas de metal, tiras de metal ou outrosprodutos de metal similares, compreendendo dispositivospara transmitir movimento aos rolos de operação. Essedispositivo pode ser usado para qualquer aplicação na qualo afastamento entre os rolos de acionamento é tão reduzido,que o mesmo pode afetar o uso de elementos de transmissãoarticulada.

Estado da Técnica

Diferentes dispositivos para operação de rolos demáquinas usadas no processamento de produtos de metal sãoconhecidos, principalmente, as máquinas de aplainamento ou"niveladoras".

Uma primeira modalidade de um mecanismo deatuação por meio de rolo de uma máquina de aplainamento édescrita no documento de patente DE 3501871, no qual osrolos de aplainamento são suportados por meio de rolossuportes, cada um dos quais sendo individualmentecontrolado por seu motor, por meio de sua própria unidadede engrenagem. Os rolos de aplainamento ou rolos de suportesão conectados a eixos Cardan, na sua própria unidade deengrenagem. Essa unidade é desviada lateralmente e inseridae acionada alternativamente sobre os lados opostos medianteseu motor elétrico fixo.

Outros sistemas de atuação por meio de rolo deuma máquina de aplainamento são descritos nos documentos depatentes do Japão, JP 62240113 e JP 63068223; taisreferências incluem métodos de aperfeiçoar o efeito deaplainamento ou de retificação de uma tira ou de uma folhade metal, passando o material através de rolos de topo e debase da máquina.

No primeiro documento citado, JP 62240113, oaperfeiçoamento do processo é alcançado mediante aplicaçãode uma adicional força de tração à tira, através de umaredução da velocidade de operação dos primeiros rolos deaplainamento, assim como, de uma aceleração dos rolossucessores.

O segundo documento, JP 63068223, ao invés disso,descreve uma máquina de aplainamento por meio de rolo,cujas caixas de engrenagens características, ao longo docorpo da tira, suportam cada rolo de aplainamento. Essascaixas de engrenagens incluem medidores de carga quepossibilitam à máquina proporcionar a tensão correta para atira, dessa forma, evitando o deslizamento entre os rolosde aplainamento e a própria tira.No entanto, todos esses dispositivos ou sistemasde atuação por meio de rolo apresentam diversasdesvantagens, as quais, basicamente:

- não permitem a transmissão de altos valores de torquedevido ao uso de eixos Cardan, tais como, adaptadoresarticulados

incluem dimensões globais consideráveis, especialmentequando as engrenagens de transmissão de movimento sãolocalizadas, particularmente, os motores, os quais sãobastante grandes;

- envolvem grandes dificuldades de manutenção no caso deinspeção e remoção de alguns componentes (por exemplo,adaptadores ou engrenagens internas da unidade de redução).

Portanto, foi considerado necessário se projetarum dispositivo de rolo atuador para o processamento deprodutos de metal, capaz de lidar com os inconvenientesacima mencionados.

Resumo da Invenção

Constitui um objetivo da presente invenção obterum novo dispositivo de rolo atuador para máquinas - porexemplo, máquinas de aplainamento usadas para oprocessamento de tiras ou folhas de metal ou outrosprodutos similares - extremamente funcional e capaz detransmitir altos torques.

Outro objetivo é proporcionar um dispositivo derolo atuador muito mais compacto do que aqueles usados emoutros dispositivos conhecidos, dessa forma, reduzindoconsideravelmente o espaço ocupado pela máquina em toda alinha de produção e, ao mesmo tempo, minimizar os custos deimplementação.

Portanto, a presente invenção idealiza alcançaros objetivos acima mencionados através de um dispositivo derolo atuador para máquinas usadas no processamento deprodutos de metal, os ditos rolos sendo capazes de girar edefinir seus eixos de rotação, os quais compreendem, emconformidade com a reivindicação 1, dispositivos motorespara transmissão de rotação aos ditos rolos, dispositivospara transmissão de movimento dos ditos dispositivosmotores para os ditos rolos, em que os dispositivos detransmissão incluem, para cada rolo, uma primeira unidadede engrenagem de redução de pinhão e um dente de roda, umasegunda unidade de engrenagem de redução de movimento dotipo sol-e-planeta, uma distribuição de engrenagem plana,que conecta a dita segunda unidade de engrenagem de reduçãoa um eixo de transmissão, para transmitir rotação para orolo.

Vantajosamente, o dispositivo de rolo atuadordeve precisar de uma transmissão de motor independente paracada rolo (ver os seguintes componentes):

- um motor elétrico;

- uma engrenagem de redução com um trem de engrenagem tipocoroa;

- uma distribuição de três ou mais engrenagens com um oumais espaçadores de rodas inativas;

- um adaptador dentado.Todas as distribuições com três ou maisengrenagens, uma para cada rolo, compõem o distribuidor.

Esta solução torna possível transmitir altosvalores de torque mediante uso de adaptadores dentadosentre o distribuidor e os rolos, ditos adaptadores sendomuito mais compactos que os adaptadores articulados,possibilitando um sistema de transmissão compacto medianteuso de engrenagens de redução planetária, ao invés degrandes engrenagens de redução plana, no caso de seremexigidas consideráveis proporções de redução. Se foremexigidas pequenas proporções de redução, é possível, comoalternativa, usar engrenagens de redução plana.

O dispositivo, vantajosamente, inclui umadisposição tipo palheta das engrenagens do distribuidor, oque torna possível otimizar os espaços e mover a saída demovimento do eixo mais próxima dos eixos, a fim de reduziros ângulos de operação dos adaptadores dentados,preferivelmente, entre 0 e 2o.

O número de rolos de operação, por conseguinte, onúmero de motores e engrenagens de redução, pode variar de3 a um valor "n", dito valor sendo compatível cós osespaços disponíveis.

As reivindicações dependentes descrevem asmodalidades preferidas da invenção.

Breve Descrição das Figuras

Adicionais características e vantagens dainvenção se tornarão evidentes a partir da descriçãodetalhada de uma modalidade preferida, porém, nãoexclusiva, simplesmente ilustrativa e não-limitativa, de umdispositivo de rolo atuador para máquinas usadas paraprocessamento de produtos de metal, com o auxilio dosdesenhos anexos, nos quais:

- a figura 1 mostra uma vista lateral de uma máquina deaplainamento, compreendendo um dispositivo de acordo com ainvenção;

a figura 2 mostra uma vista frontal de um primeirocomponente do dispositivo de acordo com a invenção;

- a figura 3 mostra uma vista posterior do mesmo componentemostrado na figura 2;

- a figura 4 mostra uma seção transversal ao longo datrajetória A-A do componente da figura 2;

- a figura 5 mostra uma vista de topo do componentemostrado na figura 2; e

- a figura 6 mostra uma seção de um segundo componente dodispositivo de acordo com a invenção.

Descrição Detalhada de uma Modalidade Preferida da Invenção

As figuras mostram um dispositivo de rolo atuador(8) de uma máquina de aplainamento usada para oprocessamento de tiras ou outros produtos de metalsimilares. Cada rolo (8), chamado rolo de aplainamento, éindividualmente operado por meio dos seguintes componentes:

- um motor elétrico (1);

- uma engrenagem de redução (2) com um trem de engrenagemtipo coroa, com pré-redução cilíndrica;uma distribuição de três engrenagens (3'); com umespaçador central de roda intermediária (12);- um adaptador dentado (4).

Todas as distribuições (3') com três ou maisengrenagens, uma para cada rolo (8), compõem o distribuidor (3).

Uma engrenagem dentada que se nivela, porexemplo, ao pinhão (21) e dente de roda (22), que compõemuma primeira unidade de engrenagem de redução, deve serexigida entre as engrenagens de redução (2) com um trem deengrenagem tipo coroa e seus correspondentes motores (1).

Cada pinhão (21) é integralizado a um eixo de saida (20),diretamente conectado ao motor.

Uma vez que nessa zona ocorrem baixos valores detorque, pode ser possível se utilizar adaptadoresarticulados ou juntas dentadas (23) para conectar osmotores à correspondente unidade de engrenagem de redução (2).

Vantajosamente, os motores (1) são estabelecidossobre um lado, em relação à caixa contendo as distribuiçõesde engrenagens (3'), que também suporta as engrenagens deredução planetária (2).

A dita estrutura, juntamente com as distribuições(3') ali contidas, compõem o distribuidor (3).

Outras conexões, por exemplo, as conexõesdentadas ou um eixo encaixado, são exigidas entre as ditasengrenagens de redução (2) com um trem de engrenagens dedistribuição (3').Numa modalidade preferida da invenção, odispositivo de atuação dos rolos de aplainamento (8),inclui nove engrenagens de redução (2) com um trem deengrenagens tipo coroa, usadas para obter a exigidaredução, mantendo ainda a independência entre os rolos deaplainamento acionados.

Vantajosamente, uma configuração planetáriapermite uma extrema compactação e obtenção de uma altaredução de velocidade.

As engrenagens de redução planetária (2) tambémincluem as seguintes características:

- uma disposição em um estágio com integral pré-redução;

- uma caixa de aço ou (alojamento) conectada ao corpo dodistribuidor (3) com uma série de parafusos ou outroselementos de fixação, a caixa compondo uma estrutura desuporte estabelecida sobre as fundações;

- engrenagens e pinhões de aço temperado;

- dentes helicoidais para os dentes de roda e pinhões;

- mancais anti-atrito.

Ao invés disso, o distribuidor de engrenagens(3), vantajosamente, inclui uma disposição com nove eixosde entrada (5) e nove eixos de saída (6) para suportar econectar cada engrenagem de redução planetária (2), com seucorrespondente adaptador dentado (4), por conseguinte, como rolo de aplainamento (8) acionado. Cada rolo inclui umadistribuição (3') de três ou mais engrenagens nodistribuidor (3), que compreende pelo menos um pinhão deacionamento (11) sobre um eixo de entrada (5) conectado auma engrenagem de redução (2), pelo menos uma rodaintermediária (12) sobre um eixo intermediário paratransferir o torque e pelo menos um pinhão acionado (13)sobre um eixo de saida (6) conectado ao seu correspondenteadaptador dentado (4). Um igual número de elementosdentados helicoidais é geralmente encaixado sobre os eixoscorrespondentes, de modo a compensar o empuxo.

Essas distribuições de engrenagem (3') não sãomecanicamente conectadas entre si, dessa forma, permitindoa operação independente de cada rolo de aplainamento. Taisdistribuições de engrenagem (3') são vantajosamentedispostas em uma posição periférica externa em relação aoseixos dos rolos de aplainamento, de acordo com umaconfiguração de palheta que determina uma alta compactação,conforme mostrado na figura 3.

O distribuidor (3) também inclui:

- um alojamento de aço completamente embutido na fundação;

- dentes helicoidais para pinhões e rodas;

- engrenagens forjadas de aço com mancais anti-atrito.

Finalmente, os adaptadores (4) ou extensões oueixos de acionamento dentados conectam o distribuidor deengrenagem (3) aos rolos de aplainamento (8). Essesadaptadores (4) incluem um cubo de roda acanalado conectadoao rolo de operação. Também, esses adaptadores apresentamângulos de operação, preferivelmente, entre 0 e 2o.

Outra vantagem do dispositivo de rolo atuadorcorrelacionado à presente invenção inclui sua altacompactação. Em particular, as dimensões máximas globais dazona que compreende os mecanismos de transmissão dosmotores (1) para os adaptadores dentados (4) não excede3000 χ 2200 χ 1900 mm.

Numa de suas modalidades alternativas, odispositivo atuador pode controlar pares, conjuntos de trêsou grupos de mais de três rolos; cada par, conjunto de trêsou qualquer outro grupo é controlado pelo seu própriomotor.

Esse dispositivo de rolo atuador conforme ainvenção, não é limitado apenas à máquinas de aplainamento,podendo também ser usado em qualquer máquina usada paraprocessamento de produtos de metal, em particular, paraqualquer aplicação em que o afastamento entre os rolosacionados é tão reduzido que isso pode afetar o uso deelementos de transmissão articulada.

Claims (7)

1. Dispositivo atuador, para atuação de rolos demáquinas de processamento de produtos de metal,compreendendo rolos capazes de girar e definindo osrespectivos eixos de rotação, o' dispositivo atuadorcompreendendo dispositivos motores (1) para transmitirrotação aos ditos rolos (8), dispositivos de transmissãopara transmitir movimento dos ditos dispositivos motores(1) para os ditos rolos, caracterizado pelo fato de que o.dispositivo de transmissão inclui para cada rolo (8) umaprimeira unidade de engrenagem de redução de pinhão (21) eum dente de roda (22), uma segunda unidade de engrenagem deredução de movimento do tipo sol-e-planeta. (2), umadistribuição de engrenagem plana (3'), conectando a dita'segunda unidade de engrenagem de redução a um .eixo detransmissão (4), para transmitir rotação para o rolo.

2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que a dita segunda unidade deengrenagem de redução (2) e as ditas distribuições deengrenagens (3') são incorporadas em uma estrutura desuporte estabelecida sobre uma fundação.

3. Dispositivo, de acordo com quaisquer dasreivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de queos dispositivos motores (1) são colocados sobre um lado, emrelação à dita estrutura.

4. Dispositivo, de acordo com quaisquer dasreivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de queas ditas distribuições de engrenagem (3') são dispostas emuma posição periférica externa em relação aos eixos dosrolos (8).

5. Dispositivo, de acordo com quaisquer dasreivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de queas ditas distribuições de engrenagens (3') compreendem umprimeiro pinhão (11) conectado a uma engrenagem de reduçãode movimento do - tipo sol-e-planeta (2), uma rodaintermediária (12) e um segundo pinhão (13) conectado a umeixo de transmissão (4).

6. Dispositivo, de acordo com quaisquer dasreivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de queos eixos de transmissão (4) são adaptadores dentados.

7. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 6,caracterizado pelo fato de que os ângulos de operação dosditos adaptadores dentados (4) se dispõem, preferivelmente,entre 0 e 2o.