BRPI0905569A2 - equipamento para realizar cortes em rochas, pavimentos ou pisos e respectivo processo de funcionamento - Google Patents

Abstract

<B>EQUIPAMENTO PARA REALIZAR CORTES EM ROCHAS, PAVIMENTOS OU PISOS E RESPECTIVO PROCESSO DE FUNCIONAMENTO.<D> A presente invenção, para uso da indústria de mineração e da indústria da construção civil, se refere a um equipamento e respectivo processo de funcionamento para realizar cortes em rochas, pavimentos ou pisos utilizando-se disco de corte rotativo que pode ser operado manualmente ou de forma automática. Este invento foi projetado para produzir cortes em superfícies sólidas, sem restringir, tais como rochas (metamórficas, ígneas), revestimento de pavimentos (asfalto, concreto, cimento, solo-cimento) e revestimento de pisos (cerâmicos, concreto, cimento, argamassa e rochas) para extração de placas destas superfícies. No caso da indústria de mineração, a finalidade é de se obter placas ou blocos de diferentes dimensões para uso da indústria de construção civil ou de mobiliário. No caso da indústria da construção civil, a finalidade é a extração de placas do pavimento ou do piso para fins de manutenção ou de recuperação de uma ou mais camadas que os compõem. O equipamento, objeto de proteção da presente patente, possui três unidades básicas: unidade de corte; unidade de sustentação e movimentação e unidade de controle.

Description

"EQUIPAMENTO PARA REALIZAR CORTES EM ROCHAS, PAVIMENTOSOU PISOS E RESPECTIVO PROCESSO DE FUNCIONAMENTO".

A presente invenção, para uso da indústria de mineração e da indústriada construção civil, se refere a um equipamento e respectivo processo defuncionamento para realizar cortes em rochas, pavimentos ou pisos utilizando-se disco de corte rotativo que pode ser operado manualmente ou de formaautomática.

Como rocha entende-se rochas metamórficas (como o mármore e aardósia) ou rochas ígneas (como o granito) geralmente utilizadas comomateriais de construção civil e extraídas de locais de mineração conhecidascomo pedreiras. Define-se pavimento, segundo a NBR 7207/82, como estruturaconstruída após a terraplenagem, constituída de três camadas (revestimento,base e subleito), sendo o revestimento a mais superficial e o sub-leito a maisprofunda. As funções do pavimento são resistir e distribuir ao sub-leito osesforços verticais produzidos pelo tráfego; melhorar as condições de rolamentoquanto à comodidade e segurança; resistir aos esforços horizontais que neleatuam, tornando mais durável a superfície de rolamento. Define-se piso comorevestimento de solo sobre o qual se caminha.

Este invento foi projetado para produzir cortes em superfícies sólidas,sem restringir, tais como rochas (metamórficas, ígneas), revestimento depavimentos (asfalto, concreto, cimento, solo-cimento) e revestimento de pisos(cerâmicos, concreto, cimento, argamassa e rochas) para extração de placasdestas superfícies.

No caso da indústria de mineração, a finalidade é de se obter placas oublocos de diferentes dimensões para uso da indústria de construção civil ou demobiliário. No caso da indústria da construção civil, a finalidade é a extração deplacas do pavimento ou do piso para fins de manutenção ou de recuperação deuma ou mais camadas que os compõem.

O equipamento, objeto de proteção da presente patente, possui trêsunidades básicas: unidade de corte; unidade de sustentação e movimentação eunidade de controle.A unidade de corte é composta por uma serra de disco rotativo quepossui sistema de variação de sua velocidade de rotação (adequada aomaterial a ser cortado) e sistema de variação de posicionamento no eixovertical para controlar a profundidade de corte.

A unidade de sustentação e movimentação é composta por um chassi(que apóia todas as estruturas do equipamento), por um sistema de tração poresteiras (para movimentação horizontal) e por um sistema de propulsão quepode ser selecionado para ser hidráulico ou elétrico, não restritivo.

A unidade de controle é composta pelo sistema de controle do corte -que pode acionar e variar a velocidade de rotação da serra de disco rotativo,assim como posicioná-la verticalmente para produzir uma determinadaprofundidade de corte - e pelo sistema de direcionamento do equipamento decorte, podendo acionar simultaneamente as esteiras do lado direito e do ladoesquerdo do equipamento (para deslocamento em linha reta), acionar somentea esteira do lado esquerdo (para deslocar o equipamento para a direita) ouacionar somente a esteira do lado direito (para deslocar o equipamento para aesquerda). O sistema de direcionamento, desta forma descrita, podeproporcionar o corte de formas pré-programadas.

O fato do sistema de propulsão ser hidráulico ou elétrico, e por nãodepender da força de tração ou da ação do operador, faz com que a velocidadede deslocamento horizontal seja maior e que esta velocidade de avanço podeser mantida de forma indefinida enquanto o sistema de propulsão estiver ativo.Esta característica, associada ao aumento da velocidade de rotação do discode corte faz aumentar a velocidade com que as placas ou blocos sejamcortados. Além disso, o sistema de tração por esteira garante que a potênciado sistema de propulsão seja convertida na força com que o disco de corterotativo age na superfície a ser cortada.

Tal solução ainda não foi apresentada pelo estado da técnica conformese pode verificar no resultado da busca realizada em bancos de patentes, emque nenhuma das patentes identificadas apresenta solução tecnológica quereúna em um único equipamento as características de velocidade de cortevariável, com a possibilidade de se estabelecer a direção de corte,movimentando-se por meio de esteira com propulsão de um motor hidráulicoem que se pode variar a velocidade de avanço e que pode ser operado deforma automática, ou por um operador, para a finalidade de cortar rochas oucamadas de pavimentos ou pisos utilizando disco rotativo de corte, formando asolução inovadora do equipamento que aqui se descreve.

Nas buscas realizadas nos bancos de patentes verificou-se a existênciade patentes de equipamentos que realizam cortes em pavimentos utilizando-sediscos rotativos. As patentes WO 03/025289, JP 2007092368 e JP 2006233624possuem a característica de realizar cortes com velocidade variáveis, noentanto, apesar destas patentes também proporcionarem direção de corte,nenhuma delas é acionada por esteira ou por motor hidráulico e as patentes JP2007092368 e JP 2006233624 não realizam as tarefas de forma automática,necessitando de um operador.

A patente CH 682509 possui acionamento de deslocamento horizontalpor motor hidráulico, este deslocamento pode ocorrer com velocidade variávele as características do equipamento permitem o seu emprego para cortarrochas ou camadas de pavimentos ou pisos, porém esta patente não permitevariar a velocidade de rotação do disco de corte, não é possível estabelecerdiferentes direções de corte durante a operação, além de ser necessário umoperador.

A patente US 6425638, por sua vez, pode ser operada de formaautomática ou por meio de um operador, além de permitir o estabelecimento deuma direção de corte, ainda que limitada a uma única trajetória - circular -podendo os raios serem alterados. No entanto, o equipamento descrito por estapatente não permite variação da velocidade do disco de corte nem davelocidade de avanço, além de ter seu uso limitado a pavimento de estrada derodagem.

Já as patentes EP 1867785, US 5595170 e US 5486136 apresentam acaracterística de permitir a definição da trajetória de corte. No entanto, osequipamentos descritos por essas patentes não se caracterizam por variar avelocidade de rotação do disco de corte, além de serem específicos para umdeterminado leito, como pavimento de rodagem, no caso das patentes EP1867785 e US 5486136.

Em relação à automatização, a patente EP 1867785 descreve umequipamento de corte a ser montado em um veículo, e os equipamentosdescritos pelas patentes US 5595170 e US 5486136 também necessitam deoperadores para realizar suas tarefas.

A característica de prover à operação de corte um controle epossibilidade de variação da velocidade de avanço, definida aqui comovelocidade de deslocamento horizontal, ainda pode ser encontrada naspatentes Pl 9506443-5, MU 7901547-6, MU 7902002 e US 6401706. Porém,tais patentes não descrevem equipamentos com capacidade para variar avelocidade de rotação do disco de corte ou com possibilidade de estabelecerdiferentes trajetórias de corte. O equipamento descrito pela patente 630721permite a sua aplicação em cortes em rochas, pavimentos ou pisos, no entanto,como a patente US 2004/166774, sua operação não pode ser realizada deforma automática e a velocidade de rotação do disco de corte e a velocidadede deslocamento horizontal são fixas.

Todas as soluções oferecidas pelas tecnologias anteriormentemencionadas, disponíveis no estado da técnica, apresentam equipamentos querealizam cortes em rochas, pavimentos e pisos, utilizando discos rotativos quetêm a velocidade variável ou não, montados em um chassi ou estrutura quepermite mobilidade durante o corte, onde a velocidade de deslocamentohorizontal pode ser variável ou não, e que podem realizar esta tarefa de formaautomática ou depender de um operador.

No entanto, é importante notar que tais características, consideradaspelo estado da técnica como relevantes na concepção de equipamentos pararealizar cortes em superfícies sólidas, não estão presentes em um únicoequipamento.

Por este motivo, a invenção que aqui se descreve tem o objetivo dereunir as características tecnológicas em um único equipamento para realizarcortes em rochas, pavimentos ou pisos utilizando disco de corte rotativo. Alémdisso, foi necessária a integração de diferentes tecnologias para compor estasolução inovadora.

Além do que a associação das características do presente invento trazdentre as suas vantagens o aumento da velocidade com que as placas oublocos sejam cortados e possibilita que a potência do sistema de propulsãoseja convertida em força com que o disco de corte rotativo age na superfície aser cortada, garantida pelo sistema de tração por esteira.

O equipamento e respectivo processo de funcionamento a que se referea presente invenção são compostos por uma unidade de corte, uma unidade desustentação e movimentação, e uma unidade de controle.

A unidade de corte é composta por um disco de corte diamantado, comdiâmetro típico de 110 cm acoplado em um eixo de diâmetro aproximadamente70 mm. Esta unidade é responsável pela velocidade e pela profundidade docorte.

O sistema de acionamento do disco é composto por um motor elétricoque se conecta ao eixo do disco rotativo e que gera o seu movimento derotação. A velocidade de rotação do disco de corte, gerada pelo motor elétrico,é mantida constante durante sua operação e pode ser modificada em funçãodas características das superfícies a serem cortadas. O acionamento darotação do disco de corte é realizado por um motor elétrico que está acopladoao eixo do disco por meio de acoplamento direto, com ou sem redução, porcaixa de transmissão, por engrenagens ou por correia, não restritivo. O sistemade acionamento do disco é dotado de um sistema que permite subir e descer odisco de corte, assim como deslocá-lo para trás ou para frente. O percursovertical e o percurso horizontal do disco de corte podem ser realizados por umaalavanca acionada manualmente, ou manualmente de forma servo-assistida demaneira pneumática ou hidráulica, ou de forma automática, de acordo comuma programação no acionamento pneumático ou hidráulico, não restritivo.

Durante todo o tempo de funcionamento do disco de corte existe umsistema de jato de água para arrefecer as superfícies que entram em contatocom o substrato a ser cortado, ao mesmo tempo que o jato de água remove aspartículas que eventualmente ficaram aderidas ao disco de corte. A segurançade operação de corte, evitando que partículas, fragmentos e pedaços desubstrato sejam arremessados contra o operador, ou outras partes do equipamento, foi contemplada ao cobrir parcialmente o disco de corte com umasuperfície de grande resistência à abrasão e ao impacto, geralmente feita demetal. Esta superfície para a proteção possui forma de setor circular, com oseu centro de geração posicionado coincidente com o eixo do disco de corte ecom raio de 5 a 15% maior do que o disco de corte. Estas superfícies, geralmente metálicas em forma de setor circular são posicionadas uma decada lado do disco de corte, protegendo as suas faces mais externa e interna.

Para evitar que partículas, fragmentos e pedaços de material sejamarremessados radialmente para fora a partir do disco de corte em rotação, éposicionada uma superfície curva que, unida às superfícies em forma de setor circular em seus raios mais externos, realiza esta proteção.

O posicionamento do disco de corte na posição mais lateral doequipamento, podendo ser do lado direito ou esquerdo, faz com que o corteseja feito o mais próximo possível a paredes que, no caso específico de cortede pedras, maximize o aproveitamento de uma pedreira.

A unidade de sustentação e movimentação é composta pelo chassi epelo trem de deslocamento horizontal. Esta unidade é responsável pela rigidezestrutural do conjunto, pela sustentação da unidade de corte e doscomponentes do trem de deslocamento horizontal. A rigidez estrutural é obtidaprovendo-se as conexões mecânicas que eliminam ou limitam de forma acentuada a deformação da estrutura. A sustentação à unidade de corte éobtida engastando-se os apoios dos eixos do disco de corte e de seusacionamentos no chassi. O trem de deslocamento horizontal é estabelecido porum sistema de esteiras, podendo ser metálicas, poliméricas ou de borracha,com sistema de acionamento independente em cada lado, que pode ser elétrico, hidráulico ou pneumático, não restritivo. O deslocamento horizontal emlinha reta é obtido acionando-se as esteiras dos dois lados com a mesmavelocidade. A mudança de trajetória é realizada acionando-se de maneiradiferenciada uma das esteiras: para mudanças de trajetória à esquerda deve-se aumentar a velocidade da esteira à direita e vice versa.

A unidade de controle é composta pelos painéis de controle do sistemahidráulico e do acionamento elétrico dos motores. O sistema hidráulico éresponsável pela movimentação das esteiras e pela movimentação para frentee para trás, e para cima e para baixo do disco de corte. O painel doacionamento dos motores elétricos é responsável pela distribuição da energiaelétrica para a movimentação do disco de corte, para a pressurização dosistema hidráulico que movimenta as esteiras e faz a movimentação vertical dodisco de corte e pela bomba de água que alimenta o jato de água que incide nodisco de corte.

Além disso, a unidade de controle é responsável pelo controle develocidade e profundidade do corte, pela velocidade de deslocamentohorizontal e pela trajetória do equipamento.

A velocidade do corte é determinada pela velocidade de rotação impostaao motor ligado ou conectado ao disco de corte. A profundidade de corte édeterminada pela ação da alavanca do acionamento vertical do disco deixando-o mais ou menos profundo em relação à superfície onde se realiza a operação.Estas ações estão centralizadas no painel de controle. A velocidade dedeslocamento horizontal é imposta pela ação do operador que pressiona ocomando do sistema hidráulico que, por sua vez, empurra o equipamento ouque aumenta ou diminui a velocidade do propulsor das esteiras, conforme ocaso.

No caso de sistemas automatizados, a velocidade de deslocamentohorizontal pode ser pré-programada. A trajetória do movimento do equipamentoou a trajetória do corte podem ser definidas pelo operador em sua ação depressionar o comando do sistema hidráulico do acionamento das esteiras deforma igual para as esteiras da direita e da esquerda para uma trajetóriaretilínea ou, para girar o equipamento para a esquerda ou para a direita,posicionando-o em qualquer ângulo em relação à trajetória original, o operador(ou o sistema automatizado) deve ativar o comando do sistema hidráulico doacionamento das esteiras de forma diferente entre o lado esquerdo e o direito,dependendo do giro ou da trajetória desejada. Desta forma, para uma trajetóriaretilínea o sistema hidráulico do acionamento impõe às esteiras velocidadesiguais. Para movimentação à esquerda, o sistema hidráulico de acionamentoimpõe à esteira da direita velocidade maior do que da esteira da esquerda.Para o giro à esquerda, basta que a esteira do lado esquerdo esteja comvelocidade nula e que a esteira do lado direito seja acionada e que se desloquepara realizar o giro. Para movimentação à direita, o sistema hidráulico de1acionamento impõe à esteira da esquerda velocidade maior do que da esteirada direita. Para o giro à direita basta que a esteira do lado direito esteja comvelocidade nula e que a esteira do lado esquerdo seja acionada e que sedesloque para realizar o giro.

No caso de sistema automatizado com esteiras é necessária somente aprogramação dos acionadores.

A invenção descrita é adicionalmente compreendida pelas figuras anexas onde:A FIGURA 1 representa uma vista em perspectiva do equipamento decorte mostrando o disco de corte (1), a estrutura de proteção do disco (2), omotor elétrico para acionamento do disco (3) e as alavancas de controle doequipamento (4).

A FIGURA 2 representa outra vista em perspectiva onde se pode ver aestrutura de proteção do sistema de transmissão de potência mecânica domotor elétrico ao eixo do disco de corte (5), as esteiras para movimentação doequipamento (6), o sistema de acionamento hidráulico das esteiras e doposicionamento horizontal e vertical do disco de corte, os motores elétricos queacionam as bombas do sistema hidráulico (8) e o quadro elétrico que distribui aenergia para os motores elétricos (9).

A FIGURA 3 representa a vista lateral do equipamento onde se pode vera estrutura que sustenta o acionamento do disco de corte e que permite amovimentação, por meio do sistema hidráulico, para frente e para trás, e paracima e para baixo, permitindo impor a profundidade de corte.

Claims (11)

1. "EQUIPAMENTO PARA REALIZAR CORTES EM ROCHAS,PAVIMENTOS OU PISOS E RESPECTIVO PROCESSO DEFUNCIONAMENTO", para corte em superfícies sólidas de corte, diamantadaou não, caracterizado por disco de corte rotativo, por estrutura de proteção dodisco, por motor elétrico para acionamento do disco e por alavancas decontrole da velocidade e da posição vertical do disco.

2. "EQUIPAMENTO PARA REALIZAR CORTES EM ROCHAS,PAVIMENTOS OU PISOS E RESPECTIVO PROCESSO DEFUNCIONAMENTO", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato do disco de corte rotativo ser acionado por motor elétrico dotado desistema de variação de velocidade de rotação e com sistema de jato de águapara arrefecimento do disco e remoção de resíduos.

3. "EQUIPAMENTO PARA REALIZAR CORTES EM ROCHAS,PAVIMENTOS OU PISOS E RESPECTIVO PROCESSO DEFUNCIONAMENTO", de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizadopelo fato do sistema de acionamento do disco ser dotado de um sistema quepermite subir e descer o disco de corte, assim como deslocá-lo para trás oupara frente.

4. "EQUIPAMENTO PARA REALIZAR CORTES EM ROCHAS,PAVIMENTOS OU PISOS E RESPECTIVO PROCESSO DEFUNCIONAMENTO", de acordo com as reivindicações 1, 2 e 3, caracterizadopor estabelecer uma profundidade de corte, avanço, recuo do disco de cortepara alguma operação de corte que não exige a movimentação doequipamento, onde o percurso vertical e o percurso horizontal do disco de cortepodem ser realizados por uma alavanca acionada manualmente, manualmentede forma servo-assistida de maneira pneumática ou hidráulica, ou de formaautomática, de acordo com uma programação no acionamento pneumático ouhidráulico, não restritivo.

5. "EQUIPAMENTO PARA REALIZAR CORTES EM ROCHAS,PAVIMENTOS OU PISOS E RESPECTIVO PROCESSO DEFUNCIONAMENTO", de acordo com a reivindicação 3 e 4, caracterizado porum trem de deslocamento horizontal composto por um sistema de esteirasmetálicas, poliméricas ou de borracha, sem restrição, uma de cada lado doequipamento com sistema de acionamento independente em cada lado,podendo ser elétrico, hidráulico ou pneumático.

6. "EQUIPAMENTO PARA REALIZAR CORTES EM ROCHAS,PAVIMENTOS OU PISOS E RESPECTIVO PROCESSO DEFUNCIONAMENTO", de acordo com as reivindicações 1, 2, 3, 4 e 5,caracterizado pelo fato do deslocamento horizontal em linha reta, realizandoo corte ou não, ser obtido acionando-se as esteiras dos dois lados com amesma velocidade com a intervenção ou não, do operador.

7. "EQUIPAMENTO PARA REALIZAR CORTES EM ROCHAS,PAVIMENTOS OU PISOS E RESPECTIVO PROCESSO DEFUNCIONAMENTO", de acordo com as reivindicações 1, 2, 3, 4, 5 e 6,caracterizado pelo fato da mudança de trajetória, realizando o corte ou não,ser realizada acionando-se de maneira diferenciada uma das esteiras, sendoque para mudanças de trajetória à esquerda deve-se aumentar a velocidade daesteira à direita e vice versa.

8. "EQUIPAMENTO PARA REALIZAR CORTES EM ROCHAS,PAVIMENTOS OU PISOS E RESPECTIVO PROCESSO DEFUNCIONAMENTO", de acordo com as reivindicações 6 e 7, caracterizadopelo fato da trajetória do corte poder ser pré-programada no sistema deacionamento dos discos de corte e das esteiras de forma a produzir umperímetro pré-definido de corte.

9. "EQUIPAMENTO PARA REALIZAR CORTES EM ROCHAS,PAVIMENTOS OU PISOS E RESPECTIVO PROCESSO DEFUNCIONAMENTO", de acordo com as reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 e 8,caracterizado pelo fato do sistema de propulsão hidráulico, pneumático ouelétrico não depender da força de tração ou da ação do operador e fazer comque a velocidade de deslocamento horizontal seja maior e mantida de formaindefinida enquanto o sistema de propulsão estiver ativo.

10. "EQUIPAMENTO PARA REALIZAR CORTES EM ROCHAS,PAVIMENTOS OU PISOS E RESPECTIVO PROCESSO DEFUNCIONAMENTO", de acordo com as reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 9,caracterizado pelo fato dos sistemas de acionamento, controle e distribuiçãode potência estar conjuntamente no corpo do equipamento.

11. "EQUIPAMENTO PARA REALIZAR CORTES EM ROCHAS,PAVIMENTOS OU PISOS E RESPECTIVO PROCESSO DEFUNCIONAMENTO", de acordo com as reivindicações 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 e-10, caracterizado pelo fato do disco de corte ter posição mais lateral noequipamento podendo ser do lado direito, ou esquerdo, e possibilitar que ocorte seja realizado o mais próximo possível das paredes.