Dispositivo de torqueamento hidráulico contínuo

  • Número do pedido da patente:
  • PI 1107186-9 A2
  • Data do depósito:
  • 29/12/2011
  • Data da publicação:
  • 15/02/2005
Inventores:
  • Classificação:
  • B25B 21/00
    Ferramentas port?teis de acionamento mec?nico para fixar ou soltar parafusos ou porcas; Acessórios para aparelhos de perfurar para o mesmo fim;
    ;
    B25B 23/14
    Detalhes de ou acessórios para chaves de porca, chaves inglesas, chaves de fenda; / Disposi??o para limitar ou indicar torque em chaves inglesas ou de fenda;
    ;

DISPOSITIVO DE TORQUEAMENTO HIDRÁULICO CONTÍNUO. A matéria tratada compreende um dispositivo de torqueamento hidráulico que utiliza um cilindro de duplo efeito, de modo que este é acoplado a um mecanismo de engrenagens, de modo que o conjunto atua em um mecanismo de "Biela-Manivela"; ou seja, transmissão de movimento linear em movimento rotativo. Uma das engrenagens (engrenagem motora) possui apenas dois dentes diametralmente opostos, utilizando assim o conceito de "Roda de Genebra"; ou seja, transmissão de movimento rotativo contínuo em movimento contínuo intermitente. O movimento automatizado de ida e volta do cilindro de duplo efeito promove um movimento contínuo no conjunto "Beila-Manivela" e "Roda de Genebra". Uma trava garante que o sistema funcione sempre num mesmo sentindo de rotação, podendo ser usando para apertar e desapertar parafusos e porcas. Esta configuração mecânica consegue eliminar a etapa de retrocesso observado nos outros sistemas de torqueamento; possibilitando, assim, um torqueamento tanto na ida quanto na volta do cilindro hidráulico. Isto, então, proporciona um torqueamento mais rápico e mais eficiente, pois elimina a necessidade de vários acionamentos do operador e diminui os ciclos intermitentes de tensão nos parafusos.

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Documento

“Dispositivo de Torqueamento hidráulico contínuo”

A matéria tratada compreende um dispositivo de torqueamento hidráulico que utiliza um cilindro de duplo efeito, de modo que este é acoplado a um mecanismo de engrenagens, de modo que o conjunto atua em um mecanismo de “Biela-Manivela”; ou seja, transmissão de movimento linear em movimento rotativo. Uma das engrenagens (engrenagem motora) possui apenas dois dentes diametralmente opostos, utilizando assim o conceito de “Roda de Genebra”; ou seja, transmissão de movimento rotativo contínuo em movimento contínuo intermitente. O movimento automatizado de ida e volta do cilindro de duplo efeito promove um movimento contínuo no conjunto “Biela-Manivela” e “Roda de Genebra”. Uma trava garante que o sistema funcione sempre num mesmo sentido de rotação, podendo ser usando para apertar e desapertar parafusos e porcas. Esta configuração mecânica consegue eliminar a etapa de retrocesso observado nos outros sistemas de torqueamento; possibilitando, assim, um torqueamento tanto na ida quanto na volta do cilindro hidráulico. Isto, então, proporciona um torqueamento mais rápido e mais eficiente, pois elimina a necessidade de vários acionamentos do operador e diminui os ciclos intermitentes de tensão nos parafusos.

O torqueamento mecanizado de uniões tem grande relevância na indústria moderna, principalmente nas atividades de manutenção e fabricação. Podem-se citar as fábricas de tratores, caminhões, aviões, estruturas metálicas, petróleo e gás, ferrovias, guindastes, cimenteiras e mineração, como principais indústrias que utilizam esta tecnologia. A utilização de equipamentos de aperto controlado é exigência legal em várias empresas públicas e privadas no Brasil; sendo indispensável à segurança das pessoas envolvidas em grandes projetos e obras (Disponível em: http://www.titanti.com; Acessado em: 26/11/2011).

Os dispositivos de torqueamento mecanizado existentes no mercado trabalham com um sistema de avanço e retrocesso. Usualmente, o avanço se dá através de um processo de pressurização hidráulica de um cilindro de simples efeito. Este avança e gira uma catraca. Em seguida, o retrocesso ocorre por efeito de mola para aliviar a pressão do cilindro hidráulico. A catraca, que também é responsável por evitar que o sistema gire em sentido inverso no processo de torqueamento, volta a sua posição inicial possibilitando a inicio de um novo ciclo. Estes ciclos se repetem varias vezes até o aparafusamento estar completo por ação do operador a cada ciclo (Disponível em: http://www.titanti.com; Acessado em: 26/11/2011).

Alguns documentos versam sobre tal assunto:

Os pedidos de patente US2398392 e US4429597, ambos intitulados “Hydraulic torque wrench” tratam de dispositivos de torqueamento hidráulico com sistema de avanço e retrocesso que utiliza a pressão hidráulica para gerar o torque para o aparafusamento e, em seguida, os dispositivos tem de voltar a sua posição original antes que se inicie um novo ciclo. Diferentemente da matéria tratada que não possui a etapa de retrocesso e funciona de maneira continua.

O pedido de patente US2007214921, intitulado “Hydraulic Torque Wrench System” descreve um sistema que utiliza um dispositivo de torqueamento hidráulico que realiza o torqueamento continuamente. Porém, o sistema realiza esse torqueamento através do desencaixe automático do dispositivo para a execução da etapa de retrocesso e do reencaixe para a etapa de avanço, não sendo mantido continuamente no parafuso ou porca sendo torqueado.

A patente US7520128 intitulada “Method for automatically cycling a torque wrench" descreve um método para voltar automaticamente ao início do ciclo, realizado por um dispositivo de toqueamento hidráulico, quando este chega ao limite da sua fase de avanço. É permitindo, então, executar o torqueamento com um único acionamento. Porém, a fase de retrocesso é apenas automatizada e não é eliminada como faz o dispositivo que é compreendido pela matéria tratada (Figura 1).

A patente CN201394523 e o pedido de patente CN101956462 intitulados, respectivamente, “Injector barrei oil injection device” e “Walling machine” descrevem dispositivos que utilizam sistemas “Roda de Genebra”. Entretanto, o primeiro é usado para injeção de óleo e o segundo é usado na construção de paredes.

Conforme visto nos documentos supracitados os dispositivos de torqueamento hidráulico existentes em sua maioria não possuem um sistema continuo; ou seja, precisam de vários acionamentos para funcionar e mesmo os que são feitos para atuarem de modo contínuo fazem isto através da automação da etapa de retrocesso e não da eliminação da mesma. Isto gera atrasos tanto no processo de aparafusamento quanto no processo de desaparafusamento, além de causar ciclos intermitentes de tensão nos parafusos e porcas.

A matéria tratada compreende um dispositivo de torqueamento hidráulico que utiliza um mecanismo “Biela-Manivela” acoplado a um mecanismo de engrenagens sendo que uma delas possui apenas dois dentes diametralmente opostos, transformando o movimento rotativo contínuo em movimento contínuo intermitente. Devido a isto o dispositivo consegue eliminar a etapa de retrocesso presente nos dispositivos de torqueamento hidráulico e, portanto, elimina o gasto de tempo gasto com a mesma além de diminuir os ciclos intermitentes de tensão nos parafusos e eliminar a necessidade de múltiplos acionamentos do operador.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

A Figura 1 mostra a um corte da visão lateral do dispositivo de torqueamento hidráulico contínuo, com os componentes principais indicados, onde: (1) é o cilindro hidráulico de duplo efeito; (2) consiste na bieia do mecanismo bieia manivela; (3) é a engrenagem motora; (4) representa a engrenagem acionada; (5) é a trava; (6) consiste no encaixe fêmea do soquete; (7) é o mecanismo Roda de Genebra; (8) representa a carcaça do dispositivo; (10) é o bloco guia; (11) representa os furos de fixação da carcaça (8); (12), (12a), (13) e (13a) ilustram os orifícios de entrada e saída de óleo hidráulico (16). (14) representa o pistão do cilindro hidráulico (1).

A Figura 2 ilustra o braço de força (9); onde (15) representa o pino de ancoragem.

A Figura 3 mostra a vista tridimensional e em perspectiva do braço de força (9) acoplado ao dispositivo (Figura 1).

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

O cilindro hidráulico de duplo efeito (1) através de seus orifícios de entrada e saída de óleo (12)(12a)(13)(13a) inicia o movimento de vai e vem do pistão (14) que aciona, através de um bloco guia (10), o mecanismo “Biela-Manivela" (2) que transforma o movimento linear em rotacional para a engrenagem motora (3). Esta possui apenas dois dentes diametralmente opostos, posicionados de maneira a induzir uma rotação em um único sentido, por um período restrito e um torque alto, quando essa engrenagem motora (3) engrena-se com a engrenagem acionada (4) constituindo-se no mecanismo “Roda de Genebra” (7). No centro desta, está o encaixe fêmea do soquete passante (6) onde é encaixado um soquete adequado às dimensões da cabeça do parafuso ou da porca que se deseja torquear. A carcaça (8) possibilita a montagem de todas as partes mecânicas e fixação do cilindro hidráulico de duplo efeito, tendo suas partes fixadas por parafusos (11). Uma trava (5) apoiada na carcaça (8) limita o sentido de movimento da engrenagem acionada (4), impedindo que esta possa girar no outro sentido. O soquete pode ser montado tanto de um lado quanto do outro do dispositivo possibilitando tanto o aperto quanto desaperto de parafusos e porcas (Figura 1).

Na entrada e saída de óleo o orifício quando se opta pela utilização do orifício (12) o orifício (12a) fica obrigatoriamente fechado e vice versa. Na entrada e saída de óleo (16) o orifício quando se opta pela utilização do orifício (13) o orifício (13a) fica obrigatoriamente fechado e vice versa; os orifícios (16) podem funcionar tanto para entrada quanto para saída dependendo do movimento do pistão (14),

O braço de força (9) é um acessório que possibilita um ponto de apoio do dispositivo sobre a estrutura, através do pino de ancoragem (15), onde os parafusos e porcas estão sendo aparafusadas para a efetivação do processo de torqueamento (Figura 2).

O braço de força (9) pode ser montado sobre os dois lados da carcaça (8), além de poder ser construído com as várias configurações e tamanhos de braço de alavanca de acordo com a necessidade (Figura 3).

Reivindicações

1. Dispositivo de Torqueamento hidráulico contínuo, caracterizado

por compreender um cilindro hidráulico de duplo efeito (1), constituído de orifícios de entrada e saída de óleo (12)(12a)(13)(13a) e de um pistão 5 hidráulico (14), ligado a um sistema “Biela-Manivela” (2) através de um bloco guia (10); esse sistema (2) transforma o movimento linear do cilindro hidráulico (1) em movimento rotacional para a engrenagem motora (3); esta se engrena com a engrenagem acionada (4), formando um mecanismo “Roda de Genebra” (7) onde, no centro da engrenagem (4) acionada deste sistema (7) encontra-se 10 o encaixe fêmea do soquete passante (6) onde se liga um soquete adequado ao que será torqueado; de modo que todos estes componentes estão contidos dentro da carcaça (8), presos por parafusos (11); e esta carcaça (8), por sua vez, possui uma trava (5) apoiada de maneira a limitar o sentido de rotação da engrenagem acionada (4).

15    2. Dispositivo de Torqueamento hidráulico contínuo, de acordo com

a reivindicação 1, caracterizado por poder utilizar, pelo menos, um braço de força (9) que através do pino de ancoragem (15) cria um ponto de apoio na estrutura que será torqueada.

3. Dispositivo de Torqueamento hidráulico contínuo, de acordo com 20 as reivindicações 1 e 2, caracterizado por compreender meios de realizar o torqueamento hidráulico sem a necessidade de uma etapa de retrocesso presente em outros sistemas de torqueamento.

Figura 1

Figura 2

12a


Figura 3


Resumo

“Dispositivo de Torqueamento hidráulico contínuo”

A matéria tratada compreende um dispositivo de torqueamento hidráulico que utiliza um cilindro de dupio efeito, de modo que este é acoplado s a um mecanismo de engrenagens, de modo que o conjunto atua em um mecanismo de “Biela-Manivela”; ou seja, transmissão de movimento linear em movimento rotativo. Uma das engrenagens (engrenagem motora) possui apenas dois dentes diametralmente opostos, utilizando assim o conceito de “Roda de Genebra”; ou seja, transmissão de movimento rotativo contínuo em 10 movimento contínuo intermitente. O movimento automatizado de ida e volta do cilindro de duplo efeito promove um movimento contínuo no conjunto “Biela-Manivela” e “Roda de Genebra”. Uma trava garante que o sistema funcione sempre num mesmo sentido de rotação, podendo ser usando para apertar e desapertar parafusos e porcas. Esta configuração mecânica consegue eliminar 15 a etapa de retrocesso observado nos outros sistemas de torqueamento; possibilitando, assim, um torqueamento tanto na ida quanto na volta do cilindro hidráulico. Isto, então, proporciona um torqueamento mais rápido e mais eficiente, pois elimina a necessidade de vários acionamentos do operador e diminui os ciclos intermitentes de tensão nos parafusos.