BRPI0715124B1 - Serra múltipla de corte de bloco e método de corte de bloco - Google Patents

Serra múltipla de corte de bloco e método de corte de bloco Download PDF

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Description

(54) Título: SERRA MÚLTIPLA DE CORTE DE BLOCO E MÉTODO DE CORTE DE BLOCO (51) Int.CI.: B28D 1/06 (30) Prioridade Unionista: 11/08/2006 IT MI2006A001618 (73) Titular(es): QUARELLA S.P.A.
(72) Inventor(es): ALESSANDRO GODI
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para SERRA MÚLTIPLA DE CORTE DE BLOCO E MÉTODO DE CORTE DE BLOCO.
A presente invenção refere-se a uma serra múltipla de corte de bloco para cortar granito ou outros materiais rígidos que corta pela combinação do movimento recíproco do quadro com um movimento oscilante das guias do quadro, de modo que a área de contato entre a lâmina e o bloco se move ao longo de um arco com um formato aproximadamente circular. A invenção também se refere a um método de corte correspondente.
Existem máquinas de corte de mármore nas quais o movimento recíproco vertical linear do quadro é combinado com o movimento de avanço horizontal do bloco. Esta combinação de movimentos entre o quadro e o bloco de mármore produz uma pressão específica razoavelmente uniforme, apesar de um tanto baixa, e esta condição de carga fornece para as lâminas um grau de convexidade em relação ao bloco, o qual é parcialmente compensado pela pré-carga das lâminas com tirantes de ligação, encaixados de forma excêntrica junto à lâmina.
Quando cortando granito, a pressão de contato específica com a lâmina deve ser muito maior do que é suficiente para mármore ou outros materiais. A área de contato entre a lâmina e o granito deve por consequência ser limitada, mas isto impede que um movimento linear do quadro de suporte da lâmina seja mantido.
Se um movimento vertical linear fosse para ser mantido quando o granito é cortado, e uma velocidade suficientemente alta de avanço do bloco mantida, a curvatura da lâmina seria causada, à medida que a carga seria concentrada nas extremidades superior e inferior do bloco, e isto logo levaria a uma quebra da lâmina.
A EP-0334831 descreve uma máquina de serrar com um quadro vertical da serra, onde o quadro de suporte da lâmina executa um movimento recíproco e é articulado nos quatro cantos com blocos engatados com corrediças correspondentes que limitam o percurso da serra múltipla. As corrediças são montadas de forma corrediça em relação ao quadro da serra múltipla, cada uma ao longo de pares correspondentes de guias transver2 sais, para definir uma trajetória perpendicular à direção de orientação das corrediças. As corrediças, superior e inferior, se movem em direções opostas, causando que o quadro de suporte de lâmina oscile ao redor de um eixo geométrico mediano horizontal.
O resultado é que as lâminas de corte determinam uma trajetória de corte ovóide com um raio de curvatura progressivo.
O propósito principal da dita patente é causar que metade da lâmina se insira para operar durante o movimento para cima e a outra metade durante o movimento para baixo, diferente de soluções anteriores, onde toda a lâmina operada é operada em uma única direção.
O WO 99/42267 descreve uma máquina de corte com um quadro horizontal e ilustra diferentes métodos de corte, com um contorno angular ou com um contorno arqueado. Quando cortando com um contorno arqueado, as lâminas são levantadas a partir do bloco para parte do ciclo de operação, cerca de metade do curso através do ciclo completo.
Estruturalmente, a máquina é encaixada com uma roda volante, com um mecanismo de haste de conexão e manivela para o movimento linear recíproco do quadro de suporte da lâmina e um sistema de carnes ou de manivela para o movimento oscilante de um quadro de orientação suportando o quadro de suporte da lâmina. Os carnes podem ser sincronizados de forma variada em relação à roda volante, e suas velocidades de rotação (opostas) podem ser variadas em relação a esta da roda volante, dependendo da trajetória de contato desejada com o bloco a ser cortado.
Cada came sempre gira na mesma direção, e transmite um movimento longitudinal bem como oscilante para o quadro de orientação.
O propósito da invenção é oferecer um novo movimento da serra múltipla que aumenta a pressão de contato entre a lâmina e o granito, ou com a peça de trabalho em geral, se o material não for granito, por limitar o comprimento da área de contato entre a lâmina e o material, enquanto a força é mantida em valores que causam cargas e deformações aceitáveis sobre a lâmina.
Um propósito adicional da invenção é oferecer um sistema de movimento da serra múltipla que continuamente e periodicamente mova a área de contato entre a lâmina e a peça de trabalho ao longo de toda a altura do bloco.
Um propósito adicional da invenção é oferecer uma serra múltipla onde o desgaste na lâmina seja distribuído ao longo de seu comprimento.
Estes propósitos e outros, os quais se tornarão claros a partir da descrição seguinte, são alcançados pela serra múltipla e pelo método de corte de acordo com a invenção, a qual apresenta as características descritas nas reivindicações independentes 1 e 12, respectivamente.
Concretizações vantajosas da invenção são descritas nas reivindicações dependentes.
Substancialmente, a serra múltipla de acordo com a invenção possui as seguintes características:
- a serra múltipla é equipada com movimento recíproco utilizando um sistema de haste de conexão e manivela com uma roda volante;
- o quadro é acionado por um movimento oscilante que causa que a lâmina descreva linhas tangentes retas em seu movimento recíproco que são tangentes a uma linha curva em formato aproximadamente de arco.
- o movimento oscilatório do quadro não é síncrono com o movimento recíproco das lâminas, com o resultado de que a área de contato entre a lâmina e a peça de trabalho se move ao longo da lâmina e da altura da peça de trabalho de um modo que não é síncrono com o movimento recíproco vertical; o momento de inversão do movimento recíproco por consequência se move continuamente para diferentes posições horizontais ao longo da lâmina e para diferentes posições verticais no bloco.
O termo serra múltipla de corte de bloco como utilizado neste documento é pretendido para de forma concisa descrever uma máquina de corte de bloco utilizando um quadro de suporte de lâmina com movimento recíproco.
O termo serra múltipla ou quadro de suporte de lâmina define a montagem constituída pelas lâminas e pela estrutura que suporta e pré4 carrega as mesmas.
O termo movimento recíproco do quadro significa o movimento transmitido para o quadro, causando que o mesmo percorra ao longo de suas guias.
O termo movimento oscilante do quadro significa um movimento transversal e de rotação combinado que modifica a posição e a orientação do quadro em relação à peça de trabalho, de modo que a área de contato se move ao longo de um arco com um formato convexo aproximadamente circular.
O termo bloco é utilizado para significar uma peça de trabalho, a qual geralmente possui um formato em paralelepípedo e é constituída de granito ou de outro material.
A invenção é adicionalmente descrita abaixo em uma forma preferida de concretização prática, a título de exemplo e não de limitação, com referência aos desenhos anexos, onde:
a figura 1 esquematicamente ilustra um quadro acionado pelo movimento recíproco nas guias fixas;
a figura 2 esquematicamente ilustra uma vista lateral do mecanismo que produz o movimento oscilante do quadro;
a figura 3 esquematicamente ilustra uma vista de cima do mecanismo que produz o movimento oscilante do quadro, com algumas partes apresentadas em uma posição diferente da figura 2 por conveniência do desenho;
a figura 4 apresenta como o movimento oscilante do quadro é gerado; e a figura 5 apresenta o sistema de suporte e de avanço do bloco, ilustrado na direção da seta A na figura 2.
A figura 1 apresenta o movimento recíproco do quadro 19 inteiriço com as lâminas 20 (figura 3), as quais são apresentadas na posição mais superior; durante a oscilação vertical, as ditas lâminas se movem entre esta posição e a posição mais inferior indicada como 11. Este movimento recíproco normalmente é obtido com um mecanismo de haste de conexão e manivela. O quadro de suporte de lâmina inteiriço com as lâminas 20 descreve um movimento linear direcionado por quatro guias lineares, duas das quais são apresentadas, a saber, as guias localizadas em um lado, numeradas 23 e 24, as quais são inteiriças com a parte fixa da estrutura da máquina ou com o quadro oscilante 40 descrito abaixo. As duas contraguias 22 e 21 se situam em um lado das ditas guias, e existem duas mais no outro lado. A figura somente apresenta um lado do quadro; entretanto, deve ser lembrado que também existem duas outras guias no lado oposto, com as duas contraguias correspondentes. Durante o movimento recíproco das lâminas, o bloco 18 avança na direção indicada pela seta.
O quadro 19 e as lâminas inteiriças com o mesmo, junto as quais segmentos de diamante 16 são fixados, se movem como um movimento praticamente linear à medida que as quatro guias são verticais e fixas junto à estrutura.
As figuras 2 e 3 apresentam como o movimento oscilante do quadro é obtido. O quadro 19, o qual é inteiriço com as lâminas 20, é guiado pelas quatro contraguias (duas contraguias superiores 22, e duas contra guias inferiores 21), as quais estão acopladas com as quatro guias (duas guias superiores 23 e duas guias inferiores 24). Todas as quatro guias são inteiriças com o quadro oscilante 40, o qual, por sua vez, é acionado, de forma horizontal, pelas duas hastes de conexão superiores 25 e pelas duas hastes de conexão inferiores 26 via dois pinos superiores correspondentes 27 e dois pinos inferiores correspondentes 28, enquanto ele é restrito para não percorrer de forma vertical pela presença em ambos os lados de duas cavidades 53 que engatam com dois discos 54, e restrito para não percorrer de forma lateral pela presença de quatro rodas fixas 59 (figura 3), as quais se situam nas quatro plataformas 58 no quadro oscilante.
Portanto, o quadro oscilante é acionado na direção longitudinal pelas duas hastes de conexão 25 na parte de cima, via os pinos 27, e pelas duas hastes de conexão 26 na parte de baixo, via os outros dois pinos 28, os quais executam o mesmo movimento em pares. As duas hastes de conexão superiores engatam com os pinos 41, enquanto as duas hastes de conexão inferiores engatam com os pinos inteiriços 42, e giram com os dois discos superiores 43 e com os dois discos inferiores 44, respectivamente, os quais são livres para girar ao redor de eixos geométricos superiores coincidentes 55 e eixos geométricos inferiores 56, respectivamente. Deve ser observado que os pinos superiores 41 se movem em um quadrante diferente dos pinos inferiores 42, e que suas rotações são restritas pela presença das duas hastes síncronas 39 que estão conectadas com os discos 43 e 44, via os dois pinos superiores 46 e os dois pinos inferiores 47. Os discos superiores 43, os quais são livres para girar ao redor do eixo geométrico 45, são coaxiais com as duas engrenagens acionadas 29, que engatam com as engrenagens de acionamento 30 (figura 3), inteiriços com os discos 36, os quais são livres para girar ao redor dos eixos geométricos 57. Os discos 36 são encaixados com os pinos 37; as hastes de conexão 31 são restritas em uma extremidade pelos pinos 37 e na outra extremidade pelos pinos 34 conectados com os discos 35, os quais são livres para girar ao redor do eixo geométrico 33. Os dois discos 35 (direito e esquerdo) são restritos um pelo outro pelo eixo 48, o qual é levado a girar pelo motor de engrenagens 32.
À medida que a excentricidade dos pinos 34 nos discos 35 é muito menor do que a excentricidade dos pinos 37 nos discos 36, os pinos 34 executam uma rotação contínua completa, ao passo que os pinos 37 executam uma oscilação angular que em qualquer caso é de uma amplitude menor do que 180 graus. A amplitude da dita oscilação angular dos dois discos, direito e esquerdo, 36, é reduzida pela taxa de redução fornecida pela proporção entre o número de dentes das rodas 29 em relação às rodas 30, obtendo-se uma oscilação angular dos pinos 41, inteiriços com os discos 43, os quais possuem a amplitude desejada. Os pinos 42 na parte inferior, os quais são inteiriços com os discos 44, obviamente executam a mesma oscilação angular, na direção oposta, devido ao efeito das hastes síncronas 39.
A figura 4 apresenta como o movimento envolvente aproximadamente circular das lâminas é obtido como o efeito do movimento de oscilação do quadro.
O dito movimento oscilante do quadro é produzido pela oscila7 ção angular dos dois pinos das hastes de conexão 25 e 26, as quais causam que o quadro oscilante oscile. A posição média b' assumida pelos dois pinos superiores 41 em relação ao disco superior 43 é oposta à posição média b assumida pelos dois pinos inferiores 42 em relação ao disco correspondente 44. Por consequência, quando os discos giram em uma direção, por exemplo, no sentido horário, os pinos superiores 41 se movem para a posição a', o que causa que o quadro avance em direção ao bloco, enquanto os pinos inferiores 42 se movem para a posição a, causando que ele se retraia. Entretanto, as amplitudes são diferentes, à medida que elas estão na circunferência, e o movimento horizontal transmitido para o quadro é proporcional ao co-seno do ângulo:
Xi = R cos (ao + ad)
Xs = R cos (ao - ad) em que ao é o ângulo médio e ad é o transverso rotacional, R é a excentricidade do pino, e Xi e Xs são os movimentos, inferior e superior, respectivamente.
De forma similar, quando os dois discos giram no sentido antihorário, o pino superior se move para a posição c' e faz com que o quadro se retraia, ao passo que o pino inferior se move para a posição c, o que causa que ele avance.
O resultado destes movimentos é que a oscilação angular transmitida para o quadro move a linha de ação das lâminas de modo que a dita linha fica tangente a uma curva cujo formato é quase um arco.
O raio de curvatura é em função dos fatores geométricos presentes, tal como o ângulo médio ao dos pinos do disco, a amplitude da oscilação angular ao redor do dito valor médio e o comprimento das hastes de conexão, mas pode ser facilmente predefino, e possivelmente modificado, por simulação de movimento com CAD.
A figura 5 apresenta uma vista frontal da máquina, ilustrando o sistema que faz com que o bloco 18 avance com um quadro de suporte de bloco constituído por uma série de lâminas 50 que alternam com as lâminas de corte 20. As lâminas de suporte de bloco 50 de forma rígida suportam o bloco ao longo de todo o seu comprimento, e também transmitem o movimento de avanço para o mesmo.
O objetivo de proporcionar uma serra múltipla para cortar granito e mármore, a qual permite que a pressão da lâmina em contato com um ma5 terial seja aumentada, é obtida pela inovação formando o assunto da invenção, o qual reduz o comprimento da área de contato entre a lâmina e o bloco.
O objetivo de proporcionar um sistema de movimento de quadro que faz com que a área de contato descreva uma trajetória curva na qual a lâmina se move de um modo não-síncrono com um movimento recíproco do quadro, também é obtido.
Uma concretização preferida desta invenção foi ilustrada e descrita, mas variações de funcionamento poderíam ser colocadas em prática, enquanto ainda permanecendo dentro do âmbito de proteção proporcionado por esta patente de invenção industrial.

Claims (4)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Serra múltipla de corte de bloco com quadro vertical para cortar blocos (18) de granito ou de outros materiais rígidos, compreendendo:
    um quadro (19) suportando lâminas (20) que é equipado com 5 movimento recíproco e oscilante de modo a determinar uma trajetória de corte curva no bloco (18), em que o quadro de suporte de lâmina (19) é suportado coma possibilidade de movimento recíproco em um quadro oscilante independente (40), o qual transmite o movimento oscilante, de modo que cada lâmina (20) do quadro de suporte de lâmina (19) está
    10 sempre em contato com o bloco (18) e a área de contato se move ao longo de uma trajetória curva convexa, caracterizada pelo fato de que:
    - em que o quadro oscilante (40) é restrito para não percorrer de forma vertical pelo dispositivo de engate lateral (53) projetado para engatar com o dispositivo complementar (54) encaixado junto à estrutura fixa da
    15 máquina, e restrito para não percorrer de forma lateral pelo dispositivo de engate lateral corrediço complementar (58, 59);
    - o quadro de suporte de lâmina (19) é guiado, em seu movimento recíproco, por quatro contraguias inteiriças com o mesmo, a saber, duas guias superiores (22) e duas guias inferiores (21), que são
    20 acopladas com quatro guias correspondentes, duas superiores (28) e duas inferiores (24), inteiriças com o quadro oscilante (40);
    - o movimento oscilante do quadro oscilante (40) suportando o quadro de suporte de lâmina (19) é obtido com quatro sistemas de haste de conexão e manivela, dois superiores (25, 27) e dois inferiores (26,28), os
    25 quais são acionados por um sistema de acionamento com um motor único (32), em que dois pinos de acionamento (41) das duas hastes de conexão superiores (25) possuem o ângulo médio oposto nos discos correspondentes (43) opostos ao ângulo médio dos dois pinos de acionamento (42) nos discos correspondentes (44) das duas hastes de conexão inferiores (26), em
    30 que os discos superiores (43) e os discos inferiores (44) são conectados via hastes síncronas correspondentes (39), suspensos junto aos pinos superiores (46) e aos pinos inferiores (47), respectivamente;
    Petição 870170079643, de 19/10/2017, pág. 5/9
    - o movimento oscilante do quadro oscilante (40) que suporta o quadro de suporte de lâmina (19) não é síncrono com o movimento recíproco do quadro (19);
    - um eixo encaixado entre o motor (32) e os quatro sistemas de 5 haste de conexão e de manivela reduz ou multiplica o ângulo de oscilação das hastes de conexão (25, 26) e o sistema de suporte de bloco (18) é constituído por um quadro encaixado com as lâminas (50).
  2. 2. Serra múltipla de corte de bloco, de acordo com a 10 reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a trajetória curva convexa possui um formato aproximadamente circular.
  3. 3. Serra múltipla de corte de bloco, de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o movimento oscilante do quadro de suporte de lâmina (19) é obtido pela combinação de
    15 transversais longitudinais e rotações do quadro de suporte oscilante (40).
  4. 4. Método para cortar blocos (18) constituídos de granito ou de outros materiais rígidos, com uma serra múltipla de corte de bloco como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo de que ele inclui um movimento recíproco de um quadro (19) suportando
    20 lâminas (20) em relação a um quadro de suporte oscilante (40), e um movimento oscilante do quadro oscilante (40) obtido por transversais longitudinais e rotações do mesmo, de modo a aumentar a pressão nas lâminas (20) que são sempre mantidas em contato com o bloco (18), e para mover a área de contato continuamente ao longo de uma trajetória curva
    25 convexa.
    Petição 870170079643, de 19/10/2017, pág. 6/9
    1/5
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