BRPI0618633A2 - ferramenta de aperto, comportando um sistema de compensação autÈnomo - Google Patents

Abstract

ERRAMENTA DE APERTO, COMPORTANDO UM SISTEMA DE COMPENSAçãO AUTÈNOMO. A ferramenta de aperto comporta um primeiro elemento (18) e um segundo elemento capazes de um deslocamento relativo sob a ação de um dispositivo de acionamento do tipo parafuso - porca, essa porca sendo solidária em translação ao primeiro elemento (18), assim como um sistema de compensação (46) interposto entre o primeiro elemento (18) e um suportemóvel (14) solidário à porca (12) para reinicializar a posição desse primeiro elemento (18) em relação ao segundo elemento. O sistema de compensação compreende um disco de recuperação (68) solidário em rotação a um cubo (50) parafusado em torno do suporte móvel (14), um disco de medida (80) montado sobre o suporte móvel (14) por intermédio de um mecanismo de roda livre (76) e pelo menos uma mola (74) de armazenagem de energiainterposto ente o disco de recuperação (68) e o disco de medida (80), de modo que a colocação em memória do estado de desgaste das peças é concretizada pela posição angular relativa do disco de medida (80) em rela- ção ao suporte móvel (14). Aplicação notadamente às pinças para soldar e aos sistemas de frenagem a disco.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "FERRAMEN- TA DE APERTO, COMPORTANDO UM SISTEMA DE COMPENSAÇÃO AUTÔNOMO".

A presente invenção refere-se a uma ferramenta de aperto, comportando um sistema de compensação próprio para efetuar a reiniciali- zação da posição de peças de contato, a fim de efetuar notadamente uma recuperação de seu desgaste.

Em FR 2822401 e o pedido PCT/FR02/00444 correspondente, os requerentes descreveram uma ferramenta de aperto que consiste em um acionador com ganho mecânico variável.

Essa ferramenta de aperto comporta um primeiro elemento e um segundo elemento capazes de um deslocamento relativo sob a ação de um dispositivo de acionamento, esse dispositivo compreendendo um parafuso de um passo determinado próprio para ser acionado em rotação em torno de um eixo, em um sentido ou em um sentido oposto sob a ação de um motor, uma porca cooperando com o parafuso e própria para ser acionada em translação na direção do eixo do parafuso, essa porca sendo solidária em translação ao primeiro elemento, primeiros meios de orientação definindo uma orientação linear paralela ao eixo do parafuso, para bloquear a rotação da porca em uma primeira fase de deslocamento da porca, e segundos mei- os de orientação definindo uma orientação helicoidal que se estende segun- do o eixo do parafuso e que tem um passo invertido em relação ao passo do parafuso para permitir a rotação da porca no mesmo sentido de rotação que o parafuso em uma segunda fase de deslocamento da porca.

Esse dispositivo de acionamento apresenta uma relação cinemá- tica variável com uma primeira fase de deslocamento em que a porca é blo- queada em rotação e uma segunda fase de deslocamento em que a porca é acionada em rotação no mesmo sentido que o parafuso, o que permite então diminuir o passo aparente do parafuso, e, portanto, a velocidade em transla- ção da porca, em uma segunda fase de deslocamento. Supondo-se que o parafuso gira a uma velocidade angular constante, a velocidade em transla- ção (velocidade linear) da porca será mais rápida na primeira fase de deslo- camento e ela diminuirá até eventualmente se tornar nula nessa segunda fase de deslocamento.

No pedido PCT/FR05/00306, os requerentes descreveram um aperfeiçoamento na ferramenta de aperto do tipo acima que reside em um sistema de compensação interposto entre o primeiro elemento e um suporte móvel solidário à porca para reinicializar a posição desse primeiro elemento em relação ao segundo elemento, de modo que a primeira e a segunda fa- ses de deslocamento geradas pelos primeiros e pelos segundos meios de orientação permanecem síncronas com as fases necessárias a uma otimiza- ção do deslocamento do primeiro elemento.

Esse sistema de compensação permite assim reinicializar ou calibrar periodicamente a posição do primeiro elemento em relação àquela da porca, e em particular a posição desse primeiro elemento, quando a por- ca deixa os primeiros meios de orientação, definindo uma orientação linear para abordar os segundos meios de orientação, definindo uma orientação helicoidal. Assim, quando a porca é munida de elementos seguidores, tais como rodetes, isto permite reinicializar a posição do primeiro elemento, quando os rodetes deixam a orientação linear para abordar a orientação he- licoidal.

A ferramenta de aperto, segundo a técnica anterior mencionada acima, pode ser fabricada notadamente sob a forma de uma pinça, por e- xemplo de uma pinça para soldar, ou ainda de um sistema de frenagem a disco.

A invenção visa aperfeiçoar essa ferramenta de aperto conheci- da.

Ela visa notadamente a aperfeiçoar o sistema de compensação descrito no pedido PCT/FR05/00306 que apresenta o inconveniente que não pode compensar uma defasagem, no tempo, no primeiro e no segundo ele- mentos (especialmente quando esses elementos são eletrodos que se des- gastam progressivamente), sem a adjunção de um segundo sistema de a- cionador.

A invenção tem, portanto, por objeto uma ferramenta de aperto comportando um primeiro elemento e um segundo elemento capazes de um deslocamento relativo sob a ação de um dispositivo de acionamento, esse dispositivo compreendendo um parafuso de um passo determinado próprio para ser acionado em rotação em torno de um eixo, em um sentido ou em um sentido oposto sob a ação de um motor, uma porca cooperando com parafuso e próprio para ser acionado em translação na direção do eixo do parafuso, essa porca sendo solidária em translação ao primeiro elemento, primeiros meios de orientação definindo uma orientação linear paralela ao eixo do parafuso, para bloquear a rotação da porca em uma primeira fase de deslocamento da porca, e segundos meios de orientação que definem uma orientação helicoidal que se estende segundo o eixo do parafuso e que tem um passo invertido em relação ao passo do parafuso para permitir a rotação da porca no mesmo sentido de rotação que o parafuso em uma segunda fase de deslocamento da porca, assim como um sistema de compensação interposto entre o primeiro elemento e um suporte móvel solidário à porca para reinicializar a posição desse primeiro elemento em relação ao segundo elemento, de modo que a primeira e a segunda fases de deslocamento ge- radas pelo primeiro e pelo segundo meios de orientação permanecem sín- cronas com as fases necessárias a uma otimização do deslocamento do primeiro elemento.

De acordo com a invenção, o sistema de compensação compre- ende um disco de recuperação solidário em rotação a um cubo parafusado em torno do suporte móvel, um disco de medida montado sobre o suporte móvel por intermédio de um mecanismo com roda livre e pelo menos uma mola de armazenagem de energia interposta entre o disco de recuperação e o disco de medida, de modo que a colocação em memória do estado de desgaste das peças é concretizada pela posição angular relativa do disco de medida e do suporte móvel. Durante a segunda fase de deslocamento da porca, a necessidade de efetuar uma recuperação de desgaste é mostrada pela colocação em batente do disco de medida sobre o elemento móvel, o disco de recuperação então acionado em rotação pelo cubo que vem com- primir a(s) mola(s) até o fim do movimento do suporte móvel. Assim, esse sistema de compensação é gerado de maneira completamente autônoma sem nenhuma intervenção externa de alguma es- pécie, qualquer que seja. Ele não utiliza, portanto, nenhum acionador - dife- rente do acionador principal do mecanismo - para exercer a função de recu- peração que consiste em tornar o movimento das peças de desgaste síncro- no com as duas fases geradas pelo acionador de aperto principal.

Outras características, complementares ou alternativas da in- venção, são as seguintes:

- o mecanismo com roda livre só permite a rotação do suporte móvel no disco de medida em um único sentido;

- a(s) mola(s) é(são) calculada(s) para armazenar a energia ne- cessária à operação de recuperação e liberar essa energia, quando o nível de esforço entre o cubo e o suporte móvel gerará um binário resistente infe- rior àquele produzido pela(s) mola(s) em compressão, essa liberação de e- nergia só podendo ser feita pela rotação do disco de recuperação, devido ao mecanismo com roda livre impedir o disco de medida de girar;

- excepcionalmente, se o espaço a recuperar for muito grande ou quando a(s) mola(s) tiver(em) atingido uma taxa de compressão máxima, o disco de recuperação e o disco de medida serão bloqueados em rotação,

acarretando assim um movimento relativo entre o suporte móvel e o cubo para efetuar uma fase de recuperação em tempo real;

- após a fase de recuperação em tempo real e quando o nível de esforço entre o suporte móvel e o cubo tiver diminuído, a energia armazena- da na(s) mola(s), antes da fase de recuperação em tempo real está apta a afinar essa fase de recuperação e fazer cair o conjunto dos esforços gerados na cinemática por essa operação.

A invenção visa também aperfeiçoar a ferramenta de aperto descrita em FR 2822401 e o pedido PCT/FR02/00444 que consiste em um acionador com ganho mecânico variável. A ferramenta de aperto descrita nessas duas publicações compreende uma porca que coopera, por um lado, de maneira reversível, com um parafuso acionado em rotação por um motor, e, por outro lado, graças a pelo menos um rodete montado louco sobre um eixo perpendicular àquele do parafuso, com uma bucha constituída por uma parede cilíndrica concêntrica ao parafuso, na qual é talhada pelo menos uma calha helicoidal de passo variável, mas invertido em relação àquele do para- fuso, calha na qual roda o rodete.

Nessa ferramenta de aperto conhecida, o acionamento do para- fuso pelo motor vai produzir um deslocamento longitudinal da porca a uma velocidade variável em função do passo da calha, na qual vai rodar o rodete.

A geração do esforço axial e o fato de o sistema parafuso - por- ca ser reversível vai provocar uma transferência de esforço entre o rodete e a bucha que vai vir alijar o esforço axiaJ ao qual é submetido o parafuso. Es- sa transferência de esforço será tanto mais importante quanto menor for o passo da calha talhada na bucha em relação àquele do parafuso. Como o traçado da calha pode assumir um valor de passo nulo, compreender-se-á que o valor do esforço entre o rodete e a bucha pode ser muito elevado.

A invenção tem notadamente por finalidade superar esse incon- veniente.

Ela visa, em particular, oferecer um sistema, permitindo uma transferência de esforço elevado entre o(s) rodete(s) e a bucha, asseguran- do uma boa confiabilidade e um nível de rendimento elevado compatível com as utilizações desse sistema (acionador de ferramenta de aperto, de freio elétrico, de velame aeronáutico, etc).

A invenção propõe para isso que o rodete apresenta um perfil troncônico, enquanto que a face de contato correspondente da calha é incli- nada em relação ao eixo do rodete de um valor tal que o aumento de veloci- dade provocado pelo afastamento do ponto de contato entre o rodete e a calha em relação ao eixo do parafuso seja integralmente compensada pelo aumento do diâmetro do rodete em função desse mesmo afastamento. As- segura-se assim um contato contínuo e homogêneo entre o rodete e a face da calha não provocando nenhum deslizamento parasitário independente- mente dos valores relativos da espessura da parede da bucha, de seu diâ- metro e daquele do rodete.

É vantajoso prever vários rodetes coplanares, a fim de que os esforços que produz sobre seu eixo seu perfil troncônico se anulem e não provoquem nenhum esforço sobre o parafuso. Podem assim ser previstos dois rodeies a 180-, três rodetes a 120° e assim sucessivamente.

De acordo com uma outra característica da invenção, prevê-se em cada rodete um batente, permitindo retomar o esforço axial gerado pelo perfil troncônico do rodete.

É vantajoso, além disso, prever entre a porca e o parafuso uma folga superior ao valor da tolerância da centragem da porca pelos rodetes, a fim de subtrair o parafuso a todos os fenômenos hiperestáticos que poderi- am comprimi-lo.

Na descrição que se segue, feita somente a título de exemplo, faz-se referência aos desenhos anexados, nos quais:

- a figura 1 representa uma vista em projeção, com corte parcial, de uma ferramenta de aperto, de acordo com a técnica anterior;

- a figura 2 representa uma parte da ferramenta de aperto da figura 1, incorporando um sistema de compensação, segundo a técnica ante- rior;

- a figura 3 representa uma vista análoga à figura 3, mas incor- porando um sistema de compensação, de acordo com a invenção;

- a figura 4 representa uma vista parcial do sistema de compen- sação, segundo a seta IV da figura 3;

- a figura 5 representa um rodete, segundo a invenção; e

- a figura 6 representa uma vista em perspectiva com corte de uma ferramenta de aperto, de acordo com a invenção, incorporando um sis- tema de compensação aperfeiçoado e o rodete aperfeiçoado.

Faz-se inicialmente referência às figuras 1 e 2 que representam uma ferramenta de aperto, segundo a técnica anterior e mais precisamente segundo pedido PCT/FR 05/00306. A ferramenta de aperto é munida de um dispositivo de aperto, comportando um parafuso 10 próprio para ser aciona- do em rotação em torno de um eixo XX, por intermédio de um motor elétrico M que pode ser acoplado a um comando numérico.

Esse parafuso 10 possui um grande passo P1 e pode ser acio- nado em rotação em um sentido ou no outro pelo motor Μ. 0 parafuso 10 coopera com uma porca 12 capaz de ser acionado em translação na direção do eixo XX do parafuso. Essa porca é solidária a um suporte 14, denomina- do também "suporte móvel", realizado no caso sob a forma de um elemento tubular que envolve pelo menos em parte o parafuso 10.

O suporte 14 é ligado a uma platina 16 que sustenta um primeiro elemento 18 (denominado também "elemento móvel") capaz de ser desloca- do em translação, em uma direção paralela ao eixo XX, para se aproximar ou se afastar de um segundo elemento 20 (denominado também "elemento fixo") sustentado por um suporte fixo 22 que suporta também um motor M.

Uma coluna 24 é fixada no suporte fixo 22 e se estende em uma direção paralela ao eixo XX para assegurar uma orientação em translação do suporte móvel 14 que sustenta o elemento móvel 18. A platina 16 é mu- nida para isso de uma perfuração axial 26 atravessada pela coluna 24. No exemplo particular, no qual a ferramenta de aperto é uma pinça para soldar, o elemento móvel 18 e o elemento fixo 20 constituem, respectivamente, um eletrodo e um contra-eletrodo.

No exemplo de realização, o passo P1 do parafuso 10 é um passo à direita, cujo valor é vantajosamente da ordem de grandeza de seu próprio diâmetro. A porca 12 é equipada com um par de rodetes 28 que for- mam elementos seguidores e que são montados em rotação em torno de um eixo YY que é perpendicular ao eixo XX do parafuso. Só um dos dois rode- tes é visível na figura 1.

O suporte fixo 22 sustenta um suporte cilíndrico oco 30, ainda denominado "bucha oca", que apresenta uma parede cilíndrica 32 na qual são talhadas duas corrediças opostas 34 (só uma das duas corrediças é vi- sível na figura 1). Os rodetes 28 pré-citados são ajustados para rodarem respectivamente nas duas corrediças 34 que formam meios de orientação.

Cada uma das corrediças 34 compreende uma parte linear 34L que se estende paralelamente ao eixo do parafuso para oferecer uma orien- tação linear com porca 12, assim como uma parte helicoidal 34h que se liga à parte linear 34L para oferecer uma orientação helicoidal. Essa parte heli- coidal se estende segundo o eixo XX do parafuso e possui um passo P2 que é invertido em relação ao passo P1 do parafuso e que é, portanto, um passo à esquerda no exemplo. Quando os rodetes 28 estão em contato com a par- te 34L das corrediças, estas impedem a porca de girar; e esta pode se des- locar em translação com uma velocidade linear imposta pela velocidade an- gular do motor e o passo P1 do parafuso. Isto constitue uma primeira fase de deslocamento D1, ainda denominada curso, que se pode qualificar de fase inercial.

À aproximação do ponto de aperto, isto é, quando os rodetes 28 se aproximam respectivamente das partes helicoidais 34H, estas acionam a porca em rotação no mesmo sentido que a rotação do parafuso. Resulta daí que a velocidade linear da porca diminui até eventualmente se tornar nula. Com efeito, isto provém de uma variação aparente do passo (na realidade, a velocidade linear da porca é sincronizada sobre o passo P2). Deve ser ob- servado que o passo P2 pode ser constante ou variável. Caso se suponha, por conseguinte, que o parafuso 10 seja acionado em rotação em torno de seu eixo com uma velocidade angular estabelecida constante, a porca será deslocada inicialmente (no sentido do aperto) com uma velocidade constante para a fase D1 (fase inercial) e em seguida com uma velocidade mais lenta na segunda fase D2.

Nesse dispositivo de aperto, segundo a técnica anterior, o supor- te 14 é ligado à platina 16 do elemento móvel 18 por um batente com esfe- ras designado em seu conjunto pela referência 36, pela qual o suporte móvel 14 fica permanentemente solidário em translação ao elemento móvel 18. Esse batente de esferas de 36 compreende dois contraflanges 38 dispostos respectivamente de ambos os lados da platina 16 e apoiando-se sobre esta por intermédio de esferas 40. Os dois contraflanges 38 são mantidos axial- mente entre uma virola 42 prevista em uma extremidade do suporte móvel 14 e uma porca 44 parafusada em torno de uma outra extremidade do su- porte móvel 14.

O dispositivo de aperto da técnica anterior segundo a figura 1 apresenta o inconveniente que não pode compensar uma defasagem que intervenha, no tempo, entre os elementos 18 e 20, especialmente quando esses elementos são eletrodos que se desgastam progressivamente.

A figura 2 permite prevenir esse inconveniente, substituindo-se o batente com esfera 36 da figura 1 por um mecanismo ou sistema de com- pensação que interposto entre o primeiro elemento 18 e o suporte móvel 14 (que é solidário à porca 12) para reinicializar a posição do primeiro elemento 18 em relação ao segundo elemento 20, de modo que â primeira e a segun- da fases de deslocamento D1 e D2 geradas pelo primeiro e segundos meios de orientação 34L e 34H continuarão síncronas com as fases necessárias a uma otimização do deslocamento do primeiro elemento 18.

No exemplo da figura 2, o sistema de compensação 46 compre- ende o suporte móvel 14, o qual é realizado sob a forma de um elemento tubular solidário à porca 12 e munido de uma filetagem externa 48, e com- preende, além disso, um cubo 50 munido de uma regulagem interna 52 para cooperar com a filetagem externa 48 do suporte móvel 14. Esse cubo 50 suporta o primeiro elemento 18 por intermédio de um batente com esferas 54, que é realizado sob a forma de um batente com duplo efeito, compreen- dendo a platina 16 e dois contraflanges 56 e 58, apoiando-se sobre a platina por intermédio de esferas 60. Esses dois contraflanges são mantidos axial- mente entre uma virola 62 formada em uma extremidade do cubo 50 e uma porca 64 parafusada em torno de uma outra extremidade do cubo.

O sistema de compensação 46 permite, a freqüências definidas segundo o serviço da ferramenta de aperto, uma possibilidade de reiniciali- zação da posição do elemento móvel 18 em relação ao elemento fixo 20, de modo que as diferentes fases de movimento geradas pelos meios de orien- tação do suporte cilíndrico 30 (bucha oca) permanecem síncronos com as fases de movimento necessárias à otimização do movimento do elemento móvel 18.

Esse sistema de compensação permite, notadamente um deslo- camento longitudinal relativo do elemento 18, de acordo com o sentido da seta F em relação ao elemento 20, a fim de compensar as variantes de seu afastamento devido ao seu desgaste. Isto apresenta um interesse todo parti- cular no caso em que o elemento móvel 18 e o elemento fixo 20 constituem respectivamente um eletrodo e um contra eletrodo de pinça para soldar. Es- se deslocamento do elemento móvel 18 obtido por movimento circular relati- vo entre o cubo 50 e suporte móvel 14 é, no pedido PCT/FR05/00306, inici- ado por um acionador que solidariza alternativamente o cubo 50 com o su- porte móvel 14 ou o elemento móvel 18. No pedido de patente francesa 05/10911 de 26 de outubro de 2005 (não publicado), é prevista uma variante pela adjunção de um motor auxiliar independentemente do motor principal do acionador.

É para prevenir esse inconveniente que a presente invenção prever um sistema de recuperação autônomo não necessitando nenhum ou- tro acionador, nem elemento de comando que o sistema de motorização do aperto principal.

É feita referência às figuras 3 e 4 para descrever o sistema de compensação da invenção.

A figura 3 retoma a figura 2 à qual se acrescentou um primeiro disco 68 (ou "disco de recuperação") solidarizado em rotação ao cubo 50 por um pino 66, esse disco podendo assim se deslocar em translação sobre es- se cubo. Ό cubo 50 é, conforme indicado, parafusado em torno do suporte móvel 14.

Um segundo disco 80 (ou "disco de medida") é montado sobre o suporte móvel 14 por intermédio de um mecanismo 76. Esse mecanismo conhecido e não representado é do tipo "roda livre de velo" que só permite a rotação do suporte móvel 14 em relação ao disco 80 em um só sentido R (figura 4). Pelo menos uma mola 74 de armazenagem de energia é interpos- to entre os discos 68 e 80. No exemplo, a mola 74 é uma mola de compres- são e ela se aloja em uma janela aberta no disco 68 e em uma outra janela aberta no disco 80.

A mola equipada com seus dois semiguias 70 e 72 assegura a posição longitudinal do disco 68 em relação ao disco 80. O elemento móvel 18 é prolongado até o nível do disco 80 do qual ele pode em certas condi- ções parar a rotação. A figura 4 representa uma vista segundo a seta IV da montagem representada figura 3 e na qual se ver notadamente o disco 80 vir se apoiar sobre o elemento móvel 18, graças a um apêndice presente na periferia do disco 80. Quando da fase de aperto (o rodete 28 está na parte 34H da calha da figura 1), o conjunto dos dois discos 68 e 80 vai girar no sentido da seta R. Caso se considere que o nível de desgaste dos elementos 18 e 20 (figura 1) atinge um limite que necessita de uma recuperação desse desgaste, o ângulo de rotação do suporte móvel 14 será tal que o disco 80 entrará em contato com o elemento 18. Ora, nessa fase de aperto, o esforço transmitido pela ligação do suporte móvel 14 ao cubo 50 é tal que o atrito gerado pela filetagem que separa essas duas peças, os solidariza, de tal modo que o atrito gerado sobre a filetagem que separa essas duas peças os solidariza, de modo que, o disco 80 estando parado e o disco 68 girando, a face 82 do disco 68 vai, portanto, se deslocar em relação à face 84 do disco 80. Portan- to, vai-se comprimir a mola 74 e essa compressão vai prosseguir até o fim do movimento do suporte móvel 14.

Em outros termos, a colocação do estado de desgaste das pe- ças em memória é concretizada pela posição angular relativa do disco de medida 80 em relação ao suporte móvel 14, o disco de medida 80 sendo bloqueado em batente positivo sobre o elemento móvel 18, enquanto que o disco de recuperação 68 que comprime a(s) mola(s) 74 é acionado em rota- ção pelo cubo 50 que é solidarizado em rotação com o suporte móvel 14 por causa do esforço transferido pelo cubo 50 e o suporte móvel 14.

Notar-se-á que, durante essa fase, o mecanismo 76 permite a rotação do suporte móvel 14 no disco 80, segundo a seta R. Durante a fase de desaperto, o suporte móvel 14 vai girar em sentido inverso da seta R e, nesse caso acionar, graças ao mecanismo 76, o disco 80 em seu movimen- to. A mola 74 poderá então fazer girar o cubo 50 em relação ao suporte mó- vel 14, quando o nível de esforço entre essas duas peças será suficiente- mente baixo para permitir esse deslocamento, isto é, quando os elementos 18 e 20 (figura 1) não estarão mais em contato, é nesse movimento que é feita a operação de recuperação. Se uma desregulagem importante fizesse com que o disco de medida 80 entrasse em batente com o elemento móvel 18, antes que um real esforço aparecesse entre o suporte móvel 14 e o cubo 50, o disco 80 acionaria, através da mola 74, a rotação do cubo 50. Haveria, portanto, uma fase de recuperação em tempo real. Esta cessaria, desde que o esforço en- tre o cubo 50 e o suporte móvel 14 atingisse um valor suficiente para solida- rizar essas duas peças e provocar assim a compressão da mola 74 por des- locamento relativo do disco de medida 80 e do disco de recuperação 68 en- tão acionado em rotação pelo cubo 50.

Esse processo de recuperação diferido será feito tanto mais fa- cilmente, quanto mais freqüentemente o passo decrescente das calhas do suporte (bucha) 30 (figura 1) em função do aperto for nesse momento lá su- perior em valor ao passo fixo da filetagem que liga o cubo 50 ao suporte mó- vel 14 (deve ser lembrado que, quando a recuperação é feita realmente, os elementos 18 e 20 não se tocam mais).

Na prática, caso se considere que, em fim de aperto, o passo das calhas da bucha tem um valor da ordem de 1 mm, ter-se-á interesse, na maior parte dos casos, em assumir um valor dessa ordem para aquele da filetagem em questão, todavia, a eficácia da recuperação pode levar a as- sumir valores superiores. O fato de montar a mola 74 em duas janelas dos discos 68 e 80 comporta a vantagem de fazer trabalhar essa mola em pré- esforço, mesmo quando não é solicitada, isto é, quando as faces 82 do disco 68 e 84 do disco 80 são coplanares. Além disso, essa colocação em pré- esforço da mola 74 é uma garantia de sua longevidade.

Essa particularidade permite controlar os fenômenos de histere- sis da mola e o atrito residual entre o cubo 50 e o suporte 14 que alteram a fidelidade do sistema. Ela permite também posicionar melhor as característi- cas dessa mola em relação ao limite de esforço, permitindo ou não a rotação do cubo 50 sobre o suporte 14. Enfim, se ela impuser uma orientação eficaz da mola pelos semi-guias 70 e 72, ela evitará qualquer operação de regula- gem, portanto de desregulagem intempestiva da mola 74. Na prática será prevista a colocação de várias molas 74 sobre um mesmo equipamento, como variante será possível adotar um sistema de mola espiral entre os dis- cos 68 e 80.

Esse funcionamento simples e inteiramente autônomo não per- turbará, de maneira significativa, o funcionamento do único motor M da figu- ra 1, ao contrário permitirá apenas recuperações de pequenas amplitudes, portanto freqüentes. Por outro lado, essas recuperações serão feitas apenas quando o esforço entre os elementos 18 e 20 atingir seu nível máximo. Apa- rece desejável, para os freios de veículos automóveis, sistematizar essa o- peração a cada parada do veículo, isto à margem das frenagens nas condi- ções máximas de esforço. Reconhecem-se, portanto, nessa descrição, os diferentes pontos da invenção, a saber uma colocação em memória do esta- do das peças de desgaste que é materializada pela posição angular do disco 80 em relação ao suporte 14, definida pelo mecanismo 76 (essa colocação em memória é certamente combinada com a posição longitudinal do cubo 50). A medida do desgaste que armazena a energia na mola 74 que a libera, quando o nível de esforço entre o cubo 50 e o suporte 14 é suficientemente baixo para permitir o ajuste da posição relativa dessas duas peças nas me- lhores condições de precisão de desgaste desses componentes e para um consumo de energia mínima.

Todavia, a invenção prevê também, por razões de segurança evidentes, que, se o espaço a recuperar for muito grande (portanto, se a o- peração de recuperação não tiver sido feita a partir de um tempo muito lon- go), se possa, por um lado, fazer automaticamente por soft e após uma fre- nagem imperfeita, uma "desfrenagem" seguida de uma frenagem imediata (análoga ao "bombeamento" que efetuam atualmente os condutores de veí- culos para evitar uma patinação das rodas), a fim de efetuar a recuperação de um desgaste então colocado em memória pela rotação do disco 80, quando da primeira frenagem imperfeita e encontrar então as condições de funcionamento corretas, essa seqüência podendo se repetir e, por outro Ia- do, por um sistema (não representado no desenho) bloquear a rotação rela- tiva do disco 68 em relação ao disco 80, por exemplo quando a mola 74 tiver atingido sua taxa de compressão máxima. Esse bloqueio do disco 68 pode ser feito por uma colocação em batente sobre o elemento 18 defasada no espaço em relação àquela do disco 80. Nesse caso, a rotação do suporte 14 vai acionar diretamente uma fase de recuperação, já que o disco 68, portan- to o cubo 50, são solidários em rotação. Essa operação deve permanecer excepcional, pois, sob o esforço, ela acarreta um desgaste considerável da filetagem entre o cubo 50 e o suporte 14 e uma sobre carga do motor. Enfim, a energia armazenada na mola 74, durante o período que precedeu essa fase, vai em uma segunda etapa ajustar com precisão a posição do cubo 50 e do suporte 14, quando sua ligação não for mais comprimida. Ela fará se livrar o conjunto dos esforços gerados por essa operação de recuperação em tempo real na cinemática.

Caso se admita que essa operação de recuperação em tempo real não é mais excepcional, mas pode ser sistematizada, o mecanismo descrito na figura 3 pode se simplificar consideravelmente já que é o cubo 50 que pode ele próprio diretamente se escorar sobre o elemento 18. Suprimi- se então o disco 80, o mecanismo 76, a mola 74 e o disco 68. Essa eventua- lidade, é preciso repetir, não parece realista, tanto que ela compromete (por causa do esforço entre todas as peças em movimento relativo umas em re- lação às outras durante essa fase de recuperação) a confiabilidade do sis- tema no tempo por uma taxa de desgaste elevada dessas peças. Ela au- menta consideravelmente o nível de energia necessário à realização da ope- ração, ela altera a precisão de posicionamento não permite liberação dos esforços residuais no conjunto da cinemática, enfim ela sobrecarrega consi- deravelmente o motor em termos de potência a fornecer. Notar-se-á que, no caso em que a ferramenta de aperto da invenção é utilizada em um sistema de freio a disco, há de se reinicializar a posição do mecanismo 76 e do cubo 50 a cada mudança de plaquetas de freio. Ocorrerá também fazer essa ope- ração por qualquer substituição das peças de desgaste, independentemente da aplicação.

Como variante, o mecanismo de roda livre 76 pode ser substituí- do por uma embreagem que solidariza, ou deixa livre em rotação, o disco 80 e o suporte móvel 14. Por outro lado, o bloqueio em rotação do mesmo disco 80 e da peça 18 pode ser, ele também, ativado ou não, segundo um pro- grama preciso e não mais ser sistematizado por uma colocação em batente positivo. Assim, o elemento de comando pode programar só a fase de reini- cialização que integraria, por exemplo, um "aumento" da dimensão das pla- quetas de freio, devido a um aquecimento excessivo da mecânica.

Refere-se a seguir à figura 5 na qual se reconhece o parafuso 10 que forma com a porca 12 um sistema reversível e que pode ser acionada em rotação sobre seu eixo XX por um motor não representado. A porca 12 sustenta pelo menos um rodete 28 montado livre em rotação sobre seu eixo YY e que se apóia sobre a parede 32 que faz parte do suporte oco 30, tam- bém denominado bucha oca. Essa parede 32 é cilíndrica segundo o eixo XX, de tal modo que ela é concêntrica ao parafuso 10. O rodete 28 se desloca em uma calha helicoidal 34 de passo variável, de sentido invertido em rela- ção àquele do parafuso 10, talhada nessa parede 32. Essa calha 34 constitui uma corrediça conforme definido mais acima em relação com a figura 1. A colocação em rotação do parafuso 10 vai acarretar um deslocamento longi- tudinal da porca 12 portanto segundo o sentido de rotação do motor e o pas- so do parafuso 10, a geração da força F. O sistema parafuso porca 10-12 sendo reversível, a porca vai se deslocar seguindo, pelo rodete 28, o passo da calha 34 talhada na bucha oca 30.

Assim, uma parte importante do esforço F vai ser gerada pelo apoio do rodete 28 sobre a bucha 30. Essa parte será tanto mais importante que o passo da calha 34 da bucha 30 será pequeno em relação ao passo do parafuso 10. Viu-se que, quando o passo da bucha 30 é nulo, tem-se uma fase de irreversibilidade intrínseca que subtrai o parafuso 10 de qualquer esforço axial.

A finalidade da invenção é, portanto, de permitir uma transferên- cia de esforço entre 28 e a bucha 30 o de melhor desempenho possível. Tra- ta-se portanto de adotar um perfil de rodete e de calha, assegurando melhor rendimento possível, suprimindo qualquer deslizamento parasitário e asse- gurando a perfeita igualdade das velocidades das peças em contato e isto para todos os pontos de contato. Portanto, é preciso portanto que o diâmetro do rodete 28 aumente proporcionalmente ao raio em torno do eixo XX do ponto de contato correspondente sobre a bucha 30.

Essa configuração é obtida quando a face de contato entre o rodete 28 e a bucha 30 é confundida com o eixo ZZ que liga o ponto de en- contro O dos eixos XX e YY1 e o ponto P que corresponde ao ponto de con- tato entre a bucha 30 e o rodete 28 ao nível do diâmetro médio d deste.

Essa configuração assegura bem um contato íntimo e sem desli- zamento parasitário entre essas duas peças independentemente dos valores D (diâmetro da bucha 30), d (diâmetro médio do rodetes 28) e E (espessura da parede 32 da bucha 30).

Evidentemente, o número dos rodetes e sua disposição (dois 180Q, 3 a 120 e assim sucessivamente) serão tais que não se leva nenhum esforço particular sobre o parafuso por causa do esforço axial gerado sobre cada rodete por sua forma troncônica.

A montagem dos rodetes 28 sobre seus eixos respectivos com- portará um batente, a fim de retomar esse esforço axial. Esse batente não foi representado na figura 5.

Enfim, a folga mecânica entre a porca 12 e o parafuso 10 será tal que a centragem produzida pelos rodetes 28 e pela bucha 30 não leva sobre o parafuso nenhum esforço. Na realidade, o valor dessa folga será nitidamente superior àquele da precisão de realização da centragem da bu- cha 30 e dos rodetes 28, a fim de não criar sistema hiperestático.

Por outro lado, essa configuração capaz de transferir cargas im- portantes é particularmente interessante no caso de aplicação de prensas (manuais ou motorizadas). Mais geralmente, racionalizando as condições de transferência entre os rodetes e o suporte oco (bucha), ela permite reduzir ao mínimo o volume do conjunto da cinemática para uma carga determinada.

Notar-se-á enfim que a centragem da bucha 30 e dos rodetes troncônicos 28 sobre a porca 12 pode ser uma orientação linear interessante para o conjunto do sistema móvel em certas configurações.

Então será feita referência à figura 6 que representa uma ferra- menta de aperto realizada sob a forma de um acionador elétrico que encon- tra uma aplicação preferencial no comando de um sistema de frenagem a discos para veículo automóvel.

Reconhece-se o parafuso 10 que coopera com a porca 12 soli- dária do suporte móvel 14, suporte esse que envolve pelo menos em parte o parafuso 10. A porca é equipada com dois rodetes 28 de parede troncônica, dispostos a 180e, que cooperam com calhas respectivas 34 de forma heli- coidal de passo variável que são talhadas no suporte oco (bucha oca) 30. Cada um dos rodetes 28 aloja um batente 88, no caso um batente com esfe- ras, para retomar o esforço axial gerado pelo perfil troncônico do rodete.

Reconhece-se também o sistema de compensação ou de recu- peração de desgaste descrito anteriormente. Este compreende um cubo 50 munido de uma regulagem interna para cooperar com a filetagem externa do suporte móvel 14. O cubo 50 suporta o primeiro elemento 18 (elemento mó- vel) por intermédio de um batente com rolamento 54 que é realizado sob a forma de um batente de duplo efeito, compreendendo a platina 16 e os dois contra-flanges 56 e 58 mencionados anteriormente. O elemento móvel 18 pode formar um pistão de acionamento capaz de agir contra um disco de freio (não representa).

A figura 6 mostra também o primeiro disco 68 (disco de recupe- ração) solidário em rotação ao cubo 50 e o segundo disco 80 (disco de me- dida), montado sobre o suporte móvel 14 por um mecanismo 76 do tipo com roda livre. Pelo menos uma mola 74 do tipo descrito anteriormente (figuras 3 e 4) é alojada cada vez em uma janela do disco 68 e em uma janela do disco 80. No exemplo, a posição longitudinal do disco 68 em relação ao disco 80 (o disco 68 não deve seguir o cubo 50 em seu deslocamento longitudinal) é realizada por uma manutenção em translação (não representada) do disco 68 sobre o mecanismo com roda livre 76, e não pelas orientações da(s) mo- la(s) 74.

No exemplo considerado, o parafuso 10 é capaz de ser acionado em rotação, em um sentido ou no outro por um motor elétrico (não represen- tado) e a porca 12 é munida de um captador 90 em forma de disco para de- tectar sua posição angular. A ferramenta ou acionador é de concepção parti- cularmente compacta, já que compreende um corpo geralmente cilíndrico formado pela bucha 30. Uma extremidade da bucha 30 é disposta em forma de virola para receber o motor elétrico, enquanto que sua outra extremidade aloja o elemento móvel 28, isto é, no caso o pistão de acionamento de um freio a disco. O parafuso 12 é, de preferência, formado diretamente sobre a árvore de saída do motor elétrico. Ele pode apresentar, por exemplo, para grossos freios, cujo impulso é de 100kN, um diâmetro de 20 mm e um passo de 16 mm. O captador 90 permite medir a posição angular do suporte 14 e assim apreciar o estado de desgaste das plaquetas de freio com uma preci- são muito grande.

Oferece-se assim um freio elétrico de volume pequeno integran- do um sistema de compensação ou de recuperação de desgaste particular- mente de bom desempenho.

Claims (10)

1. Ferramenta de aperto comportando um primeiro elemento (18) e um segundo elemento (20) capazes de um deslocamento relativo sob a ação de um dispositivo de acionamento, esse dispositivo compreendendo um parafuso (10) de um passo determinado (P1) próprio para ser acionado em rotação em torno de um eixo (XX), em um sentido ou em um sentido o- posto sob a ação de um motor (M)1 uma porca (12) cooperando com parafu- so (10) e própria para ser acionada em translação na direção do eixo (XX) do parafuso, essa porca sendo solidária em translação ao primeiro elemento (18), primeiros meios de orientação (34L) definindo uma orientação linear paralela ao eixo (XX) do parafuso (10), para bloquear a rotação da porca (12) em uma primeira fase de deslocamento (D1) da porca, e segundos mei- os de orientação (34H) que definem uma orientação helicoidal que se esten- de segundo o eixo (XX) do parafuso (10) e que tem um passo (P2) invertido em relação ao passo (P1) do parafuso para permitir a rotação da porca (12) no mesmo sentido de rotação que o parafuso (10) em uma segunda fase de deslocamento (D2) da porca (12), assim como um sistema de compensação (46) interposto entre o primeiro elemento (18) e um suporte móvel (14) soli- dário à porca (12) para reinicializar a posição desse primeiro elemento (18) em relação ao segundo elemento (20), de modo que a primeira e a segunda fases de deslocamento geradas pelo primeiro e pelo segundo meios de ori- entação (34L e 34H) permanecem síncronas com as fases necessárias a uma otimização do deslocamento do primeiro elemento, caracterizado pelo fato de que o sistema de compensação compreende um disco de recuperação (68) solidário em rotação a um cubo (50) parafusado em torno do suporte móvel (14), um disco de medida (80) montado sobre o suporte móvel (14) por intermédio de um mecanismo com roda livre (76) e pelo menos uma mola (74) de armazenagem de energia interposta entre o disco de recuperação (68) e o disco de medida (80), de modo que a coloca- ção em memória do estado de desgaste das peças é concretizada pela posi- ção angular relativa do disco de medida (80) e do suporte móvel (14), e pelo fato de, durante a segunda fase de deslocamento (D2) da porca (12), a ne- cessidade de efetuar uma recuperação de desgaste é mostrada pela coloca- ção em batente do disco de medida (80) sobre o elemento móvel (18), o dis- co de recuperação (68) sendo então acionado em rotação pelo cubo (50) que vem comprimir a(s) mola(s) (74) até o fim do movimento do suporte mó- vel (14).

2. Ferramenta de aperto, de acordo com a reivindicação 1, ca- racterizada pelo fato de que o mecanismo com roda livre (76) só permite a rotação suporte móvel (14) no disco de medida (80) em um único sentido (R).

3. Ferramenta de aperto, de acordo com as reivindicações de 1 e 2, caracterizada pelo fato de que a(s) mola(s) (74) é(são) calculada(s) para armazenar a energia necessária à operação de recuperação e liberar essa energia, quando o nível de esforço entre o cubo (50) e o suporte móvel (14) gerará um binário resistente inferior àquele produzido pela(s) mola(s) em compressão, essa liberação de energia só podendo ser feita pela rotação do disco de recuperação (68), devido ao mecanismo com roda livre (76) impedir o disco de medida (80) de girar.

4. Ferramenta de aperto, de acordo com uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizada pelo fato de que, excepcionalmente, se o espaço a recuperar for muito grande ou quando a(s) mola(s) (74) tiver(em) atingido uma taxa de compressão máxima, o disco de recuperação (68) e o disco de medida (80) serão bloqueados em rotação, acarretando assim um movimen- to relativo entre o suporte móvel (14) e o cubo (50) para efetuar uma fase de recuperação em tempo real.

5. Ferramenta de aperto, de acordo com a reivindicação 4, ca- racterizada pelo fato de que, após a fase de recuperação em tempo real e quando o nível de esforço entre o suporte móvel (14) e o cubo (50) tiver di- minuído, a energia armazenada na(s) mola(s) (74), antes da fase de recupe- ração em tempo real está apta a afinar essa fase de recuperação e fazer cair o conjunto dos esforços gerados na cinemática por essa operação.

6. Ferramenta de aperto, de acordo com uma das reivindicações de 1 a 5, na qual a porca (12) coopera, graças a pelo menos um rodete (28), montado louco sobre um eixo (YY) perpendicular ao eixo (XX) do parafuso (10) com uma bucha (30) constituída por uma parede cilíndrica (32) concên- trica ao parafuso (10), e na qual é talhada pelo menos uma calha helicoidal (34) de passo variável, mas invertido em relação àquele do parafuso, calha na qual roda o rodete (28), caracterizada pelo fato de que o fato de o rodete (28) apresentar um perfil troncônico, enquanto que a face de contato corres- pondente da calha (34) é inclinada em relação ao eixo (YY) do rodete (28) de um valor tal que o aumento de velocidade provocado pelo afastamento do eixo (XX) do ponto de contato entre o rodete (28) e a parede cilíndrica (32) seja integralmente compensada pelo aumento do diâmetro do rodete (28) em função desse mesmo afastamento, assegurando assim um contato con- tínuo e homogêneo entre o rodete (28) e a face da calha (34), não provo- cando nenhum deslizamento parasitário independentemente dos valores relativos da espessura (E) da parede cilíndrica (32) da bucha, de seu diâme- tro (D) da bucha e daquele diâmetro (d) do rodete (28).

7. Ferramenta de aperto, de acordo com a reivindicação 6, ca- racterizada pelo fato de que vários rodetes (28) coplanares, a fim de que os esforços que produz sobre seu eixo, seu perfil troncônico se anulem e não provoquem nenhum esforço sobre o parafuso.

8. Ferramenta de aperto, de acordo com a reivindicação 7, ca- racterizada pelo fato de que compreende dois rodetes a 180°, três rodetes a 120°.

9. Ferramenta de aperto, de acordo com uma das reivindicações de 6 a 8, caracterizada pelo fato de que em cada rodete (28) é previsto um batente (88), permitindo retomar o esforço axial gerado pelo perfil troncônico do rodete.

10. Ferramenta de aperto, de acordo com a reivindicação 6, ca- racterizada pelo fato de que entre o parafuso (10) e a porca (12) é prevista uma folga mecânica superior ao valor da tolerância da centragem da porca (12) pelos rodetes (28), a fim de subtrair o parafuso (10) a todos os fenôme- nos hiperestáticos que poderiam comprimi-lo.