PT95891B

PT95891B - Aparelho mecanico de trancar

Info

Publication number: PT95891B
Application number: PT95891A
Authority: PT
Inventors: Peter Kerr
Original assignee: Schuler Inc
Priority date: 1989-11-14
Filing date: 1990-11-14
Publication date: 1998-07-31
Also published as: WO1991007612A1; US5018406A; PT95891A; CA2045520A1; KR920701715A; ZA909084B; EP0454840A4; EP0454840A1; BR9007010A; JPH04503030A

Description

MEMÓRIA DESCRITIVA

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se, em geral, a um mecanismo que permite o movimento de um componente deslizante numa direcção, e a limitação automática desse movimento noutra direcção.

Na indústria surjem numerosos motivos para mover um membro deslizante numa direcção, e para limitar o seu movimento na direcção oposta. Além disso, é desejável o fornecimento de um dispositivo de trancar ou de fixar que seja simples e económico na sua construção, assim como automático no seu funcionamento. Numerosos dispositivos têm sido propostos neste campo para fornecer uma acção de fixação selectiva. Dispositivos exemplares deste tipo são descritos nas Patentes Norte Americanas Nos 2.481.648; 3.042.289; 4.032.803; 4.669.324; 4.691.724; 4.270.398 e 4.225.124. Por exemplo, a Patente Norte Americana No. 3.042.289 descreve um mecanismo de carga/descarga utilizando uma pluralidade de membros esféricos que encaixam simultâneamente em planos inclinados opostos em membros móveis relativamente opostos. A acção dos planos inclinados, bolas e forças de fricção

é tal que torna estes dispositivos capazes de fornecer uma força de amplificação, através da qual as cargas pesadas podem ser suportadas por forças consideravelmente menores.

Contudo, nenhum dos dispositivos conhecidos, incluindo os referidos atrás, proporciona um dispositivo possuindo poucos componentes que permite o movimento de um membro de suporte numa direcção, e o trancar automático do membro, pelos mesmos componentes, noutra direcção.

SUMARIO DA INVENÇÃO

De acordo com a presente invenção é fornecido um aparelho mecânico de trancar que apresenta vantagens significativas em relação à técnica anterior.

Essencialmente, o aparelho de trancar inclui meios de alojamento para a definição de uma primeira e segunda linhas de movimento, geralmente paralelas, e de uma terceira linha de movimento que se situa entre as duas anteriores e que é geralmente normal. Um primeiro dispositivo é montado no alojamento para movimento reciproco, na primeira e segunda direcçOes, ao longo da primeira linha de acçâo e tem uma primeira superfície inclinada com um ângulo pré-seleccionado relativo ao eixo longitudinal da primeira linha de acção. Um segundo dispositivo é montado num alojamento para movimento reciproco na primeira e segunda direcçOes, ao longo da segunda linha de acção, e possui uma segunda superfície inclinada com um ângulo préseleccionado relativo a um eixo longitudinal da segunda linha de acção. Um terceiro dispositivo é montado no alojamento para um movimento bidireccional no seu interior e ao longo da terceira linha de acção. Este terceiro dispositivo encaixa simultâneamente com as primeira e segunda superfícies inclinadas, situando-se entre elas. A primeira e segunda superfícies inclinadas têm os seus respectivos ângulos pré-seleccionados estabelecidos por uma razão de trancar pré-determinada, entre elas, de modo a que o segundo dispositivo seja móvel na primeira direcção ao longo da segunda linha de acção em resposta ao movimento do primeiro dispositivo, ao longo da primeira linha de acção, numa primeira direcção. 0 movimento do segundo dispositivo na primeira direcção é efectuado por uma força axial aplicada pelo terceiro dispositivo em resposta ao movimento do primeiro dispositivo na primeira direcção. A razão de trancar pré-determinada dos ângulos permite o trancar automático do segundo dispositivo quando este se move na segunda direcção, e impedindo, ao mesmo tempo, o movimento do terceiro disositivo devido à presença das primeira e segunda superfícies inclinadas e dos meios de alojamento.

Numa incorporação ilustrada, o primeiro dispositivo é definido por um pino de ferrolho gue é pré-carregado por uma mola ou por um dispositivo hidráulico. 0 segundo dispositivo é caracterizado por um pino de suporte que suporta a força de trancar ou a carga a suster. 0 terceiro dispositivo é definido por um pino cilíndrico de transporte cujas superfícies encaixam com as primeira e segunda superfícies inclinadas do ferrolho e pinos de suporte, respectivamente. 0 pino de suporte pode mover-se de modo ascendente em resposta a um movimento co-direccional do ferrolho e da mola pré-carregada. A medida gue ocorre o

deslocamento do pino de ferrolho, o pino de transporte sofre um movimento axial e assim levanta o pino de suporte para uma posição de suporte. Sob a aplicação de uma carga de fixação ao pino de suporte, este último empreende um movimento descendente na segunda direcção. A força descendente é igualmente distribuída, através do pino de transporte, ao ferrolho e aos meios de alojamento, provocando a imobilização do pino de transporte. Esta imobilização é atingida como resultado da acção combinada das superfícies inclinadas e dos meios de alojamento, pelo que o pino de transporte é o responsável pelo equilíbrio das forças. Este equilíbrio de forças inibe o movimento do pino de transporte na direcção oposta.

Entre os outros objectivos e características da presente invenção encontram-se o fornecimento de um aparelho mecânico de trancar melhorado, para trancar automáticamente um membro deslizável, numa direcção, enquanto permite o movimento na direcção oposta; o fornecimento de um aparelho mecânico de trancar automático, aperfeiçoado, do tipo descrito anteriormente, de simples construção e de fácil operação; o fornecimento de um aparelho mecânico de trancar automático, aperfeiçoado, do tipo descrito anteriormente, e que, permita facilmente, o efectuar da destrancagem do dispositivo.

Ainda outros objectivos e campos de aplicação da presente invenção, tornar-se-ão aparentes a partir da descrição detalhada acompanhada em conjunto com os desenhos, nos quais, partes semelhantes são designadas pelas mesmas referências numéricas através das várias perspectivas.

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BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A Fig. 1 é uma vista esquemática de topo, em corte parcial, de uma modalidade preferida da presente invenção.

A Fig. 2 é uma vista esquemática em diagrama representando um modo de funcionamento da presente invenção.

A Fig. 3 é uma vista esquemática em diagrama similar à

Fig. 2 e ilustra outro modo de funcionamento da presente invenção; e,

A Fig. 4 é uma vista ilustrativa frontal de uma modalidade de uma disposição de carregamento utilizando o aparelho mecânico de trancar da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

	sao	feitas	referências às Fig. 1-3 dos	desenhos	que
ilustram	uma	modalidade preferida do presente	mecanismo	de
trancar	OU ι	aparelho	10. Tal como é descrito, <	□ aparelho	de
trancar	10 z	inclui	meios de alojamento ou	montagem	12,
c ompreendendo	um bloco	corpo 14 que define dois furos adjacentes

e normalmente paralelos, 16 e 18, e que são separados por paredes divisórias 20. As paredes divisórias 20 definem uma abertura 22 entre elas. Um prato 24 pertencendo à estrutura de alojamento 12 é fixo ao bloco corpo 14 e inclui uma fenda 26 disposta, em geral, horizontalmente e com o tamanho e configuração mostrada. O bloco corpo 14 também inclui uma reentrância 28, da qual apenas é mostrada uma parte, como se pode ver na Fig. 1. A reentrância 28 está alinhada com a fenda 26 e tem a mesma configuração geral. Cada um dos respectivos furos verticais 16 e 18 definem uma linha de movimentos respectivos. 0 arranjo da fenda 26 e da reentrância 28 definem uma terceira linha de movimento, geralmente perpendicular aos eixos longitudinais do par de furos 16 e 18.

Um pino de suporte 30, um pino de transporte 32 e um pino de ferrolho 34 estão dispostos na estrutura de alojamento 12, para movimento selectivo. Estes componentes estão dispostos da maneira que a seguir se descreve, de modo a efectuarem um movimento selector do pino de suporte 30 numa direcçao de deslocamento, enquanto trancam o pino de suporte contra o deslocamento no sentido contrário. Cada um dos pinos cilíndricos 30-34 é construído num material com a dureza apropriada, tal como o aço, que é capaz de suportar a cargas significativas que nele são aplicadas. 0 pino de suporte 30, o pino de transporte 32 e o pino de ferrolho 34, podem ser banhados em óleo para fins de lubrificação.

Referindo, inicialmente, o pino de suporte 30, este é construído com uma superfície inclinada 36, que tem um ângulo pré-determinado relativo a um eixo longitudinal do pino de suporte. A superfície inclinada 36 é ajustãvel de modo a ter um contacto linear com um pino de transporte 32. 0 pino de suporte 30, como se nota, pode-se deslocar bidireccionalmente no furo 16, embora como adiante será descrito, o seu movimento no sentido descendente seja limitado pela a acção de trancar que adiante será descrita.

pino ferrolho 34, pode mover-se bidireccionalmente no furo 18. Nesta modalidade, o pino de ferrolho 34 está provido, preferencialmente, de uma pré-carga proporcionada através de uma mola de compressão 38.

—r meios hidráulicos ou

Alternativamente, meios hidráulicos ou semelhantes podem fornecer uma força ascendente, do mesmo grau e modo que a mola de compressão 38. Nesta configuração, a força de pré-carga fornece uma força ascendente nominal da ordem de, por exemplo, 100 libras , contra o fundo do pino ferrolho 34. A relativamente pequena pré-carga referida é suficiente para o fim de remover todas as folgas entre os componentes operativos do dispositivo de trancar. Além disso, a pré-carga permite a fácil libertação dos pinos 30-34 após a remoção da força de carga aplicada ao pino de suporte 30. 0 pino ferrolho 34 é fornecido com uma superfície inclinada 40 que tem um ângulo pré-determinado relativamente ao seu eixo longitudinal. A superfície inclinada 40 é também continuamente ajustável num contacto linear com o pino cilíndrico de transporte 32. As linhas de contacto do pino 32 situam-se em planos paralelos e isto contribui para a referida acção de trancar. 0 pino cilíndrico de transporte 32 tem as suas extremidades dirigidas no interior da fenda 26 e da reentrância 28, para permitir o movimento bidireccional ao longo da terceira linha de acção, através da abertura 22 entre as paredes divisórias 20. Esta linha de acção do movimento bidireccional de transporte é geralmente perpendicular ao eixo do movimento de ambos os pinos 30 e 34. Embora a perpendicularidade seja desejada, a presente invenção não se limita apenas a esta orientação da terceira linha de acção, outras orientações são permitidas, desde que, como é óbvio, o dispositivo de trancar 10 possa executar as funções aqui realçadas. Embora o pino de transporte 32 seja cilíndrico neste caso, esta configuração pode ser outra.

De acordo com a presente invenção, os ângulos prédeterminados das superfícies inclinadas 36 e 40 definem tuna razão de trancar que é pré-determinada de modo a fornecer a desejada acção de trancar. Na modalidade ilustrada, a superfície inclinada 36 tem um ângulo aproximado de 55°, relativamente ao eixo longitudinal do pino de suporte 30, ao passo que a superfície inclinada 40 tem um ângulo de cerca de 20°, relativamente ao eixo longitudinal do pino de ferrolho 34. De acordo com esta disposição, a razão de trancar dos ângulos das superfícies 36 e 40, permite a fixação do pino de suporte 30, quando uma carga é nele aplicada. Nesta particular invenção, a razão de trancar é seleccionada de modo a ter um valor tal que, quando é aplicada uma carga ao pino de suporte, essa carga é distribuída uniformemente, como será descrito, de modo a criar uma acção mecânica de trancar. A razão de trancar pode ser variável desde que a acção de trancar seja conseguida. Razões fora da margem de trancar irão produzir um aparelho que amplificará as forças à quais que o pino de suporte 30 pode resistir.

A precedente construção do mecanismo de trancar 10 funciona da seguinte maneira. Sempre que seja desejado utilizar a presente invenção para trancar, é permitido o livre movimento ascendente e linear do pino ferrolho 34 , como resultado do précarregamento. Devido à pré-força no pino de ferrolho 34, e como um resultado do ângulo de 20° da superfície inclinada 36, são criadas cargas angulares desiguais no pino de transporte 32.

De acordo com isto é produzida uma força axial resultante que roda e desloca axialmente o pino de transporte 32, contra o pino de suporte 30. Consequentemente, o pino de suporte ν

é deslocado ascendentemente. As cargas angulares desiguais no pino de transporte 32 são mostradas na Fig. 2. Tal como é mostrado, o ângulo A vai desde a linha b, que é normal á linha de contacto que o pino de transporte 32 faz com a superfície inclinada 40, até á linha c que é normal ao fundo da parede que define a fenda 26. 0 ângulo B vai desde a linha d, que é normal à linha de contacto que o pino de transporte 32 tem com a superfície inclinada 36, e até à linha b. 0 desequilíbrio surje quando o ângulo B é superior ao ângulo A. Consequentemente, o pino de suporte 30 é levado a uma posição na qual contacta uma força (não mostrado).

Quando o movimento ascendente do pino de suporte 30 é parado, através de uma carga, por exemplo, o movimento resultante descendente do pino de transporte será trancado, tal como é mostrado na Fig. 3, por interacção do pino 30 contra o pino de transporte 32, que por sua vez interactua com a superfície inclinada 40, o bloco corpo 14 e o prato 24. Posteriormente, e em relação a isto, o pino de transporte 32 encaixa numa parede do prato 24 que define a fenda, 26 e naquela parte do corpo bloco 14 que define a reentrância 28. Deste último modo, quando uma carga descendente ou de trancagem é aplicada ao pino de suporte 30, o pino de transporte 32 move-se para a direita, até que a força de trancar seja distribuída igual e angularmente entre o pino de ferrolho 34 e o prato 24, como é mostrado na Fig. 3. Consequentemente, os ângulos C e D são iguais (e.g., 145°). 0 ângulo C vai desde a linha b até à linha d, enquanto o ângulo D vai desde a linha d até à linha e, que é normal à parede do fundo que define a fenda 26. Porque a força é distribuída

equitativamente, consegue-se a trancagem mecânica, visto que, neste ponto não existe nenhuma carga axial aplicada ao pino de transporte 32. Consequentemente, esta distribuição igual de forças cria a fixação mecânica do pino de suporte 30.

Para libertar a acção de trancar, a força pode ser liberta e/ou o pino de ferrolho 34 pode ser movido descendentemente contra a mola 38, através de um mecanismo apropriado (nâo mostrado). Se, por exemplo, um dispositivo hidráulico fôr utilizado em vez da mola 38, então o movimento do êmbolo pode provocar o movimento descendente do pino de ferrolho, e libertar, assim, a força de trancar.

Referenciando agora a Fig. 4, esta ilustra uma disposição de carregamento 50 a qual mostra a utilização de um par de aparelhos de trancar 10' do tipo acima descrito. A estrutura deste aparelho será indicada através de números, tal como anteriormente, mas com a indicação de uma marca. Nesta configuração, um prato transparente 24' é mostrado com o fim de uma apreciação mais clara da natureza da construção do aparelho de trancar utilizado nesta invenção. Quatro arranjos de carga (apenas um é mostrado) estão dispostos de modo a poderem suportar uma mesa matriz (não representada), que é montada para ter um movimento vertical. Uma pluralidade de barras em T, 52, estão fixa à mesa, sendo uma porção da extremidade de uma delas mostrada na Fig. 4. Será entendido que a cada arranjo de carga 50 se associe a cada extremidade de uma barra em T, 52. Um êmbolo de mesa hidráulico (não mostrado) serve para efectuar o levantar e baixar da mesa matriz e, consequentemente, as barras em T, 52.

O arranjo 50 compreende uma disposição de alojamento

Β

que inclui uma prateleira de suporte horizontal inferior, 54, um par de aparelhos de trancar, espaçados e paralelos, 10', com os seus respectivos pinos de suporte 30' que encaixam com as flanges das barras em T 52, quando a mesa se move no sentido descendente por acção do êmbolo. As estruturas de alojamento 12' do mecanismo de trancar 10' estão fixas a um elemento de suporte vertical 56. As molas 58 estão interpostas entre um suporte horizontal superior 60, e uma face superior da barra em T, 52, tal como é ilustrado.

Durante o funcionamento, quando é colocada uma carga na mesa, as barras em T descem e encaixam em ambos os pinos de suporte 30'. Devido à força de trancar fornecida por cada aparelho de trancar 10', tal como notado anteriormente, é evitado o movimento descendente da mesa. Quando o êmbolo da mesa é activado, as barras em T são levantadas e a trancagem é liberta.

De acordo com esta invenção, existem numerosas aplicações para um mecanismo de trancar realizado de acordo com esta invenção.

Visto que certas alterações podem ser feitas no aparelho acima descrito, sem se afastarem do âmbito da presente invenção, entende-se que toda a matéria contida nesta descrição ou mostrada nos desenhos anexos deverá ser interpretada como ilustrativa e não num sentido limitado.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1- Ura aparelho mecânico de trancar, caracterizado pelo facto de compreender:

Um alojamento definindo uma primeira e uma segunda linhas de movimento geralmente paralelas, no seu interior, e uma terceira linha de um movimento geralmente normal em relação a, e entre as, primeira e segunda linhas de movimento anteriores;

Um primeiro dispositivo montado no dito alojamento, sendo responsável pelo movimento ao longo da primeira linha, para o movimento reciproco na primeira e na segunda direcções, ao longo da referida primeira linha de acção, e possuindo uma primeira superfície inclinada, com um ângulo pré-seleccionado relativo a um eixo do movimento da referida primeira linha de acção;

Um segundo dispositivo montado no dito alojamento, sendo este responsável pelo movimento ao longo da referida primeira linha de acção, para o movimento reciproco na primeira e segunda direcções, ao longo da referida linha de acção, e possuindo uma segunda superfície inclinada, num ângulo pré-seleccionado relativo ao eixo de movimento da referida segunda linha de acção;

Um terceiro dispositivo montado no referido alojamento responsável pelo terceiro movimento, livre e bidireccional no referido alojamento, ao longo da referida terceira linha de acção, tendo o terceiro dispositivo um contacto linear com , e sendo simultâneamente encaixável nas referidas superfícies inclinadas de came; e, as referidas primeira e segunda superfícies inclinadas, ft com os seus respectivos ângulos pré-selecionados estabelecidos por uma razão de trancar pré-determinada entre elas, de modo a que o segundo dispositivo seja móvel numa primeira direcção, ao longo da segunda linha de acção, em resposta ao movimento do referido primeiro dispositivo na mencionada primeira direcção, movimento esse que provoca uma força axial no terceiro dispositivo, ao longo da terceira linha de acção , e causa o movimento do referido dispositivo, na primeira direcção referida; o movimento do segundo dispositivo referido na referida segunda direcção, em resposta a uma força de trancar, está limitado por trancagem automática, de tal modo que o acto de trancar referido é efectuado por uma força de trancar em geral distribuída de uma forma angular e equitativa, pelo terceiro dispositivo referido , entre o alojamento e o primeiro dispositivo referido.
2. Um Aparelho de trancar, conforme reivindicado na reivindicação 1, caracterizado pelo facto de incluir ainda processos para pré-carregar o referido primeiro dispositivo , na primeira direcção referida , ao longo da sua primeira linha de acção, de modo a remover todas as tolerâncias entre os primeiro, segundo, terceiro dispositivos e alojamento referidos.
3. Um aparelho de trancar, conforme reivindicado na reivindicação 2 , caracterizado pelo facto de os referidos processos de de pré-carga assegurarem a libertação da acção da tranca, mediante a remoção da força de trancar.
4. Um aparelho de trancar, conforme reivindicado na reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a referida razão de trancagem se situar num intervalo que permite obter a referida acção de trancar.
5. Um aparelho de trancar, conforme reivindicado na reivindicação 3, caracterizado pelo facto de os referidos primeiro, segundo e terceiro dispositivos serem pinos cilíndricos.
6. Um aparelho de trancar, conforme reivindicado na reivindicação 5, caracterizado pelo facto de o referido alojamento definir cavidades para os primeiro e segundo pinos cilíndricos referidos.
7. Um aparelho de trancar, conforme reivindicado na reivindicação 6, caracterizado pelo facto de o referido alojamento definir superfícies para suportar o referido terceiro pino, para o movimento ao longo da terceira linha de acção, e para fornecer uma superfície de reacção, para a distribuição das forças de trancar no dito terceiro pino.