BRPI0610073A2 - dispositivo de orientação de mastros deslizantes um no outro, braço telescópico e processo de orientação - Google Patents

Abstract

DISPOSITIVO DE ORIENTAçãO DE MASTROS DESLIZANTES UM NO OUTRO, BRAçO TELESCóPICO E PROCESSO DE ORIENTAçãO. A presente invenção refere-se a um dispositivo fixado em um primeiro mastro que coopera com uma zona de contato situada sobre a face externa de um segundo mastro (14) que desliza sensivelmente de modo coaxial no primeiro mastro. O dispositivo compreende unidades de orientação compreendendo um rodete (40) montado rotativo em torno de um eixo (37) ortogonal ao eixo dos mastros, um patim (31) que apresenta uma face de apoio (29); meios que permitem o deslocamento do eixo do rodete perpendicularmente à zona de contato do mastro, segundo os esforços exercidos pelo mastro sobre o rodete. A zona de apoio da unidade sobre o mastro é assim formada seja do rodete sozinho, seja do rodete e do patim.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSITIVODE ORIENTAÇÃO DE MASTROS DESLIZANTES UM NO OUTRO, BRAÇO TELESCÓPICO E PROCESSO DE ORIENTAÇÃO".

A presente invenção refere-se a um dispositivo de orientação demastro apto a deslizar axialmente em um outro mastro, um braço telescópi-co, compreendendo pelo menos dois mastros e esse dispositivo, assim co-mo um processo de orientação de dois mastros um em relação ao outro pormeio desse dispositivo.

A invenção se aplica, em particular, aos braços telescópicos uti-lizados em usinas de produção de alumínio.

O alumínio é produzido industrialmente segundo o processo deHall-Héroult, em células de eletrólise da alumina em solução em um banhode eletrólito. O funcionamento de uma usina de eletrólise necessita das in-tervenções sobre as células de eletrólise dentre as quais figuram, notada-mente, a substituição dos anodos usados por anodos novos, a retirada demetal líquido das células e as retiradas ou acréscimos de eletrólito. A fim deefetuar essas intervenções, as usinas são geralmente equipadas de máqui-nas de serviço, compreendendo pontes móveis que podem ser transladadasacima das células de eletrólise e sobre as quais podem ser deslocados mó-dulos de serviço. Os módulos de serviço sustentam braços telescópicos quese estendem em direção às células, os braços sendo equipados, em suaextremidade inferior, de diversos elementos de manutenção e de interven-ção. Esses elementos podem ser ferramentas, tais como pás, pinças, etc.

Os braços telescópicos compreendem pelo menos um mastrofixo no módulo de serviço e um mastro móvel que porta o elemento de ma-nutenção e de intervenção, deslizando axialmente no primeiro mastro emtorno deste. É necessário realizar uma orientação dos mastros um em rela-ção ao outro e uma manutenção na posição desejada, a fim de que o ele-mento de manutenção e de intervenção seja posicionado de-forma satisfató-ria em relação à célula de eletrólise, de acordo com a invenção, a efetuar.

De acordo com uma primeira realização conhecida, essa orien-tação é obtida pelo rolamento de rodetes em aço ou em ferro fundido tratadoassociados a um dos mastros sobre trilhos em aço soldados ou fixados porcavilhação ou enrugamento sobre o outro mastro. Mas, se os esforços deorientação forem relativamente fracos em funcionamento normal, esforçosmuito mais consideráveis poderão resultar de má utilização das máquinas deserviço. A fim de resistir a esses esforços acidentais, é necessário preverrodetes de grandes dimensões, e os trilhos devem ser fabricados em um açomuito resistente, a fim de evitar sua deterioração pelos rodetes. Essa primei-ra realização é confiável, mas volumosa e onerosa.

De acordo com uma segunda realização conhecida, essa orien-tação é obtida pelo deslizamento de patins em material atritante fixados emum dos mastros sobre trilhos em aço soldados ou fixados por cavilhação ouenrugamento sobre o outro mastro. Os trilhos devem ser fabricados em umaço resistente para limitar seu desgaste. Essa segunda realização permitesuportar esforços consideráveis com um volume reduzido, graças à utiliza-ção dos patins. Todavia, os patins tornam difícil o deslizamento de um mas-tro no outro, e se desgastam rapidamente devido ao caráter agressivo e cor-rosivo do meio ambiente de trabalho notadamente devido à presença de a-lumina.

Além disso, a primeira e a segunda realizações pré-citadas ne-cessitam da usinagem de estruturas longas, podendo ultrapassar cinco me-tros. Essas estruturas são constituídas seja pela superfície dos mastros, quedeve formar uma superfície de apoio satisfatória para os trilhos, seja pelospróprios trilhos.

A presente invenção visa a prevenir os inconvenientes mencio-nados acima.

Para isso, e de acordo com um primeiro aspecto, a invenção re-fere-se a um dispositivo de orientação de um primeiro mastro que apresentaum primeiro eixo em relação a um segundo mastro que apresenta um se-gundo eixo, o segundo mastro sendo destinado a ser montado sensivelmen-te de modo coaxial no primeiro mastro, de forma a poder deslizar neste, odispositivo de orientação sendo destinado a ser fixado em uma extremidadedo primeiro mastro ou do segundo mastro, e a cooperar com uma zona decontato situada sobre a face externa do segundo mastro ou sobre a face in-terna do primeiro mastro, respectivamente, e compreendendo pelo menosuma unidade de orientação ajustada para cooperar com uma zona de conta-to do segundo mastro ou do primeiro mastro, respectivamente, a unidadeapresentando uma direção de impulso sensivelmente ortogonal à zona decontato com a qual ela é destinada a cooperar.

De acordo com uma definição geral da invenção, unidade deorientação compreende pelo menos:

- um rodete montado rotativo em torno de um eixo sensivelmenteortogonal à direção de impulso, o dispositivo de orientação sendo destinadoa ser montado, de modo que o eixo de rodete seja sensivelmente ortogonalao primeiro eixo;

- um patim que apresenta uma face de apoio sensivelmente or-togonal à direção de impulso;

- meios aptos a permitir o deslocamento do eixo do rodete emrelação ao patim, sensivelmente de modo paralelo à direção de impulso, emfunção dos esforços exercidos pelo mastro sobre o rodete, entre uma primei-ra posição na qual o rodete se estende além da face de apoio do patim, azona de apoio da unidade sobre o mastro sendo formada unicamente poruma parte do rodete, e uma segunda posição na qual o rodete não se esten-de além da face de apoio do patim, a zona de apoio da unidade sobre omastro sendo formada por uma parte do rodete e pelo patim.

Assim, o dispositivo permite uma orientação satisfatória do pri-meiro mastro em relação ao segundo mastro, ao mesmo tempo em funcio-namento normal, quando os esforços são fracos, via os rodetes, e nos casosem que se exerce sobre o dispositivo dos esforços excepcionais. Neste ca-so, o apoio não é mais assegurado pelos rodetes sozinhos, mas tambémpelos patins, o que permite um aperto importante, sem que seja necessáriorecorrer a rodetes de grandes dimensões, a materiais particularmente resis-tentes ou a uma usinagem importante, e sem ocasionar deterioração da zo-na do mastro em contato com o rodete. Os riscos de deterioração sendoconsideravelmente diminuídos, a disponibilidade do módulo de serviço quesustenta os braços telescópicos e sua duração de vida são aumentadas.

Para maior simplicidade, definem-se os termos "dianteira" e "tra-seira" em relação à direção de impulso, o termo dianteiro designando o sen-tido dirigido para o mastro sobre o qual se apoia o rodete e/ou o patim, otermo traseira correspondente ao sentido oposto.

De acordo com uma realização possível, o dispositivo compre-ende meios de comando elástico aptos a exercerem um esforço sensivel-mente de modo paralelo à direção de impulso, esses meios de comando e-lástico sendo ajustados, de modo que, quando o eixo do rodete está na pri-meira posição, eles podem ser comprimidos para permitirem o deslocamentodo eixo do rodete em direção à segunda posição. Podem também ser previs-tos meios de pré-compressão ajustados para que, quando o eixo do rodeteestá na primeira posição, os meios de comando elástico sejam comprimidose solicitam dessa forma o eixo do rodete para a frente. Resulta daí uma me-lhor orientação do mastro.

O eixo do rodete pode ser solidário a uma alavanca montadagiratória em torno de um eixo fixo em relação ao patim e sensivelmente pa-ralelo ao eixo do rodete.

Nesse caso, por exemplo, uma parte dos meios de comandoelástico fica apoiada sobre uma zona de alavanca, o eixo do rodete ficandosituado entre o eixo da rotação da alavanca e essa zona da alavanca. Pode-se obter por essa estrutura uma maior amplitude de rotação. Como variante,essa zona da alavanca fica situada entre o eixo de rotação da alavanca e oeixo do rodete.

De acordo com uma realização possível, a alavanca é formadade duas placas sensivelmente paralelas e ortogonais ao eixo do rodete, orodete sendo disposto entre as duas placas, e essas placas são, por um la-do, instaladas, em uma de suas extremidades, de ambos os lados de umsuporte fixo em relação ao patim, e ligados por uma haste que atravessa osuporte, essa haste formando eixo de rotação da alavanca em relação a es-se suporte, e, por outro lado, ligados, à outra de suas extremidades, por umaplaca sobre a qual os meios de comando elástico ficam apoiados.O patim pode ser formado pelo suporte, ou ser distinto do supor-te.

Os meios de pré-compressão compreendem, por exemplo:

- uma mola que apresenta um eixo sensivelmente paralelo à di-reção de impulso, a mola ficando apoiada, em uma primeira extremidade,

sobre uma parede solidária a um patim, disposta tipicamente de modo per-pendicular à direção de impulso na traseira do eixo do rodete e, em uma se-gunda extremidade, sobre uma peça de apoio solidária ao eixo do rodete;

- meios de bloqueio fixos em relação ao patim, ajustados paraimpedir o deslocamento dessa peça para a frente e permitir o deslocamentodessa peça para trás.

Os meios de bloqueio podem compreender uma haste filetadadisposta no interior da mola, sensivelmente de modo coaxial a esta, essahaste filetada apresentando uma primeira parte extrema que coopera comum orifício regulado aberto na parede sobre a qual a primeira extremidadeda mola fica apoiada e uma segunda parte extrema fixada em um elementotransversal de bloqueio, e a peça de apoio pode apresentar um orifício, a fimde poder ser encaixada em torno da haste filetada e pode ficar em apoiocontra o elemento transversal de bloqueio, sob ação da mola, quando o eixodo rodete está na primeira posição.

Esses meios podem, além disso, compreender uma peça cilín-drica oca que forma travessa, montada coaxialmente em torno da haste file-tada, no interior da mola, entre a parede sobre a qual a primeira extremidadeda mola fica apoiada e o elemento transversal de bloqueio.

De acordo com um primeiro modo de realização, o dispositivo édestinado a ser fixado em uma extremidade do primeiro mastro e a cooperarcom uma zona de contato situada sobre a face externa do segundo mastro,esse dispositivo compreendendo um alojamento destinadoa receber o se-gundo mastro, e um número NI de Unidades de orientação, NI estando, depreferência, compreendido entre 1 e 20 incluído, tipicamente entre 2 e 12inclusive, essas unidades sendo dispostas sensivelmente sobre as faces deum polígono fictício nas proximidades dos ângulos deste, as faces de apoiodos patins dessas unidades sendo dirigidas para o alojamento.

Esse dispositivo pode compreender uma caixa na qual são colo-cadas as unidades de orientação, e na qual é disposto o alojamento, a caixasendo fabricadas em pelo menos duas partes destinadas a serem ligadasuma a outra em torno do segundo mastro.

Além disso, meios de regulagem do afastamento entre as partesda caixa podem ser previstos, a fim de regular as dimensões transversais doalojamento, em função das dimensões transversais do segundo mastro.

De acordo com um outro modo de realização, o dispositivo édestinado a ser fixado em uma extremidade do segundo mastro e a cooperarcom uma zona de contato situada sobre a face interna do primeiro mastro,esse dispositivo apresentando uma forma externa adaptada à forma internado primeiro mastro e compreendendo um número N2 de unidades de orien-tação, N2 estando, de preferência, compreendido entre 1 e 20 inclusive, tipi-camente entre 2 e 12 inclusive, essas unidades sendo dispostas sensivel-.mente sobre as faces de um polígono fictício nas proximidades dos ângulosdeste, as faces de apoio dos patins dessas unidades sendo dirigidas para oexterior do dispositivo.

Esse dispositivo compreende uma estrutura sobre a qual sãoinstaladas as unidades de orientação. Essa estrutura pode compreender pe-lo menos um primeiro e um segundo estágios, cada estágio compreendendopelo menos duas unidades, cujas faces de apoio dos patins são dirigidas emoposição uma da outra, a direção de impulso das unidades do primeiro está-gio sendo, de preferência, ortogonal à direção de impulso das unidades dosegundo estágio.

Os dois mastros podem ser cilindros de revolução ou apresentarem corte a forma de um polígono, regular ou não. Uma ou várias unidadespodem ser previstas por lado do polígono. As seções dois mastros podemser idênticos ou, como variante, ser diferentes, mas adaptadas para que osegundo mastro possa ser inserido no primeiro. Mais freqüentemente/a se-ção externa do segundo mastro e a seção interna do primeiro mastro sãocomplementares, mas se pode pensar em outras formas (por exemplo, umdos mastros de seção quadrada e a outra de seção octogonal adaptada).

Segundo um outro aspecto, a invenção refere-se a um braço quecomporta pelo menos um primeiro mastro que apresenta um primeiro eixo eum segundo mastro que apresenta um segundo eixo, montado no primeiromastro sensivelmente de modo coaxial, de forma a poder deslizar no primei-ro mastro, o primeiro ou o segundo mastro sendo destinado a ser fixadossobre uma estrutura, o braço compreendendo, além disso, pelo menos umprimeiro e/ou um segundo dispositivos, tal como anteriormente descritos, oprimeiro dispositivo sendo fixado em uma extremidade do primeiro mastro ecooperando com uma zona de contato situada sobre a face externa do se-gundo mastro, o segundo dispositivo sendo fixado em uma extremidade dosegundo mastro e cooperando com uma zona de contato situada sobre aface interna do primeiro mastro.

O primeiro mastro pode compreender uma virola destinada àfixação do primeiro dispositivo, essa virola sendo disposta na extremidadecorrespondente a esse primeiro mastro.

De acordo com um outro aspecto, a invenção refere-se a umprocesso de orientação de um primeiro mastro, apresentando um primeiroeixo em relação a um segundo mastro que apresenta um segundo eixo, osegundo mastro sendo destinado a ser montado sensivelmente de modocoaxial no primeiro mastro, de forma a poder deslizar neste, o processocompreendendo as etapas que consistem em:

- prever pelo menos um dispositivo de orientação, tal como ante-riormente descrito;

- fixar esse dispositivo em uma extremidade do primeiro mastro,o dispositivo sendo ajustado para que os rodetes rodem ao longo da faceexterna do segundo mastro, respectivamente da face interna do primeiromastro;

- agir sobre o dispositivo para instalar o eixo do rodete na primeira posição.

Uma das vantagens da invenção é de permitir um rolamento dosrodetes sobre o mastro sensivelmente sem folga e sem esforço de compres-são.

Descreve-se a presente, a título de exemplo não limitativo, umaforma de realização possível da invenção, com referência às figuras anexa-das:

- a figura 1 é uma representação esquemática de um sala deeletrólise destinada à produção de alumínio, equipada com uma máquina deserviço, que compreende braços telescópicos;

- a figura 2 representa uma vista, em perspectiva, de um braçotelescópico, compreendendo um primeiro mastro e um segundo mastro en-caixado axialmente no primeiro mastro, mostrando um dispositivo de orien-tação, de acordo com a invenção, instalado no exterior dos mastros;

- a figura 3 representa uma vista em corte longitudinal medianodo braço da figura 2, mostrando, além disso, um dispositivo de orientação,de acordo com a invenção, instalado no interior dos mastros;

- a figura 4 representa uma vista em perspectiva do dispositivoexterno da figura 2;

- a figura 5 representa uma vista em corte do dispositivo da figu-ra 4, segundo um plano vertical mediano paralelo a um dos lados desse dis-positivo;

- a figura 6 representa uma vista ampliada e em corte parcial dodetalhe A da figura 5;

- a figura 7 é uma representação esquemática em corte parcialdo segundo mastro e do dispositivo da figura 4, cooperando com esse mas-tro, quando o apoio sobre o mastro é obtido pelo rodete sozinho;

- a figura 8 é uma representação esquemática em corte parcialdo segundo mastro e dos dispositivo da figura 4, cooperando com esse mas-tro, quando o apoio sobre o mastro é obtido pelo rodete e pelo patim;

- a figura 9 representa uma vista em perspectiva do dispositivointerno da figura 3; e

- a figura 10 representa uma vista lateral do dispositivo da figura9, uma placa lateral da estrutura que foi retirada.

As usinas de produção de alumínio compreendem uma ou váriassalas de eletrólise 1. Tal como ilustrado na figura 1, cada sala de eletrólise 1comporta várias células de eletrólise 2 dispostas em fileiras. Uma células deeletrólise 2 compreende uma série de anodos 3 munidas, cada uma, de umahaste metálica 4, permitindo a respectiva fixação e a respectiva ligação elé-trica a um quadro anódico metálico (não representado).

A sala de eletrólise 1 compreende também pelo menos uma má-quina de serviço 5 que serve para efetuar operações sobre as células 3, taiscomo as substituições de anodo 3 ou as retiradas ou acréscimos de eletróli-to. A máquina de serviço 5 pode também servir para a manutenção de car-gas diversas, tais como elementos de cuba, bolsas de metal líquido ou anodos.

A máquina de serviço 5 compreende uma ponte móvel 6 que seapoia e circula sobre pistas de rolamento 7a, 7b, dispostas paralelamenteuma à outra e ao eixo da fileira de células 2. A ponte móvel 6 pode assim serdeslocada ao longo da sala de eletrólise 1.

A máquina de serviço 5 compreende também um módulo deserviço 8 apto a ser deslocado sobre a ponte móvel 6, conforme indicadopela dupla seta da figura 1. O módulo de serviço 8 apresenta um ou váriosbraços telescópicos 9 que se estendem para baixo, em direção às células 2.

Segundo as aplicações, os braços 9 são dispostos sensivelmente de modovertical ou de forma inclinada em relação à vertical. Por razões de comodi-dade e de clareza, a descrição será feita no caso em que os braços 9 ficamsensivelmente verticais.

Os braços 9 são equipados, em sua extremidade inferior, de di-versos elementos 10 de manutenção e de intervenção. Esses elementospodem notadamente ser um cortador (servindo par a partir a camada de a-lumina e o banho solidificado que cobre geralmente os anodos 3), uma pá decrostas (servindo para liberar o local do anodo 3, após a retirada do anodousado, por retirada das matérias sólidas que aí se encontram), uma pinça demanutenção dos anodos 3 (servindo par a prender e manipular os anodos 3por sua haste 4 para a retirada dos anodos usados e a instalação de anodosnovos na célula 2), etc.O braço telescópico 9, tal como representado nas figuras 2 e 3,compreende inicialmente um mastro fixo 11 em metal, por exemplo em aço,montado sobre o módulo de serviço 8. O mastro fixo 11 é cavado e apresen-ta um eixo vertical 12. O mastro fixo 11 é no caso de seção quadrada, epossui um lado de comprimento tipicamente compreendida entre 100 e 800mm. Outras formas são consideráveis, o mastro 11 podendo ser de seçãopoligonal ou apresentar a forma de um cilindro de revolução. A seção qua-drada apresenta a vantagem de permitir uma manutenção muito satisfatóriasob esforços de torção. Em sua extremidade inferior, o mastro 11 compre-ende uma virola 13 plana e horizontal, de seção quadrada.

O braço telescópico 9 compreende também um mastro móvel14, que pode ser oco para limitar-lhes o peso, de eixo 15, fabricado em me-tal, por exemplo em aço. O mastro móvel 14 apresenta uma forma externacomplementar da forma interna do mastro fixo 11, a fim de poder ser instala-do no interior do mastro fixo 11, de modo que os eixos 14, 15 sejam sensi-velmente confundidos e a fim de poder deslizar axialmente em relação aomastro fixo 11. Na realização representada, o mastro móvel 14 possui umaseção quadrada e apresenta um lado de comprimento inferior ao compri-mento do lado da seção do mastro fixo 11. Assim, quando os mastros 11,14ficam coaxiais, existe entre eles uma folga j transversal, tipicamente de 10 a20 mm, permitindo o deslizamento axial.

Define-se uma marcação ortogonal direta (x, y, z), tal como re-presentada na figura 2, na qual o eixo z corresponde ao eixo 12 do mastrofixo 11 e é orientado no sentido da penetração do mastro móvel 14. Na des-crição que se segue, o eixo z é vertical ascendente, mas poderia ser oblíqua.Mais geralmente, o eixo z é o eixo de referência no caso do deslocamentorelativo de dois mastros, o mastro de referência podendo ser fixo móvel, emrelação a um outro mastro.

Enfim, o braço telescópico 9 compreende um dispositivo de ori-entação externa 16, fixado na extremidade inferior do mastro fixo 11, e umdispositivo de orientação interno 17, fixado na extremidade superior do mas-tro móvel 14. Esses dois dispositivos 16, 17 são destinados a orientarem odeslizamento do mastro móvel 14 no mastro fixo 11.

Conforme ilustrado nas figuras 4 e 5, o dispositivo externo 16comporta uma caixa 18 que apresenta no caso a forma de um paralelepípe-do retângulo de seção quadrada. A caixa 18 comporta uma parede lateral 19que apresenta quatro lados, assim como uma parede inferior 20 e uma pa-rede superior 21 destinada a ser fixada na virola 13 do mastro fixo 11, em-baixo desta. A fim de simplificar, a caixa 18 será descrita na posição em queas paredes inferior 20 e superior 21 ficam horizontais (perpendiculares aoeixo z).

A caixa 18 é formada de duas partes 22a, 22b, idênticas, ligadasuma à outra segundo um plano diagonal vertical da caixa 18. Para isso, cadauma das partes 22a, 22b compreende, em cada uma de suas extremidadeslaterais, uma garra 23 paralela ao plano diagonal de ligação das duas partes22a, 22b. Para a ligação d a caixa 18, as garras 23 das partes 22a, 22b sãofixadas duas a duas por botões 24, com interposição de um calço 25 de re-gulagem.

As paredes inferior 20 e superior 21 apresentam ambas umaabertura central em forma de quadrado, cujo comprimento dos lados é vizi-nho do comprimento dos lados do mastro móvel 14. É assim definido na cai-xa 18 um comprimento vertical 26, destinado a receber o mastro móvel 14, ecujas dimensões transversais podem ser ajustadas, escolhendo-se um calço25 de espessura determinada. Mais geralmente, o alojamento 26 apresentauma forma e dimensões adaptadas àquelas do mastro 14.

O dispositivo externo 16 compreende, além disso, várias unida-des 27 de orientação do mastro móvel 14, o número de unidades sendo a-daptado aos esforços de solicitação da ferramenta 10 sustentada pelo mas-tro 14. Na realização representada, o dispositivo 16 compreende duas uni-dades 27 por lado da parede lateral 19, seja oito unidades 27.

A descrição que se segue é feita com referência à unidade situ-ada na extremidade esquerda da figura 5, para maior simplicidade.

A unidade 27 comporta um suporte 28 instalado contra a paredelateral 19 e fixado sob parede superior 21, por exemplo por parafusos, nointerior da caixa 18. O suporte 28 é sensivelmente paralelepipédico. Ele a-presenta uma altura (segundo z) de aproximadamente um quarto da alturainterna da caixa 18, entre as paredes inferior 20 e superior 21. Além disso,ele se estende segundo x (perpendicularmente à parede lateral 19 na qual éfixado) sobre uma distância suficiente para que sua face dianteira 29 (opostaà parede lateral 19 na qual o suporte 28 é fixado) seja situada ligeiramentena frente, em direção ao interior do alojamento 26, em relação à borda 30 daabertura central da parede superior 21. O suporte é realizado em um materi-al adaptado ao atrito, tal como o bronze, o aço, o ferro fundido, ou uma ma-téria sintética como um poliamida, e constitui assim um patim 31, a face di-anteira formando a face de apoio 29 do patim 31.

A unidade 27 comporta também uma alavanca 32 formada deduas placas 33a, 33b paralelas e verticais, estendendo-se perpendicular-mente ao eixo y. Em sua parte superior situada nas proximidades da paredesuperior 21 da caixa 18, as placas 33a, 33b são colocadas de ambos os la-dos do patim 31 e ligados por uma haste 34 orientada paralelamente ao eixoy, a alavanca 32 podendo assim girar em torno do eixo 35 da haste 34. Emsua parte inferior, situada nas proximidades da parede inferior 20 da caixa18, as placas 33a, 33b apresentam uma chanfradura 60 aberta em oposiçãoao alojamento 26. Uma placa 36, ortogonal ao eixo x, é fixada nas duaschanfraduras 60, ligando assim as duas placas 33a, 33b em sua parte inferi-or. A placa 36 apresenta uma forma em cruz, vista segundo a direção y, e éretida em ranhuras abertas nos lados inferior e superior da chanfradura 60.Além disso, a placa 36 apresenta um orifício que atravessa 36a sensivel-mente central.

Na parte central, sensivelmente à meia altura da caixa 18, asduas placas 33a, 33b são ligadas por uma haste de eixo 37 paralela ao eixoy, mantida de um lado por uma porca 38 e do outro por uma peça de manu-tenção 39. Um rodete 40 é montado rotativo em torno da haste de eixo 37,entre as placas 33a, 33b. Nesse exemplo, ò dia do rodete 40 é da ordem doterço da altura da caixa 18.

Enfim, a unidade 27 comporta, na parte inferior da caixa 18 e nointerior deste, uma haste 41 de eixo 42, que se estende segundo o eixo x,essa haste 41 sendo filetada pelo menos em suas duas partes extremas.Uma primeira parte extrema da haste filetada 41 coopera com um orifícioregulado aberto na parede lateral 19 e com uma porca 43 situada no exteriorda caixa 18. Na outra extremidade da haste filetada 41, em direção ao alo-jamento 26, é disposta uma arruela 44 em apoio contra a cabeça 45 da has-te filetada 41. Em torno da haste filetada 41 é montada coaxialmente umatravessa 46 cilíndrica oca, de diâmetro interno superior ao diâmetro da hastefiletada. A travessa 46 se estende entre a parede lateral 19 e a arruela 44 emantém entre esses dois elementos uma distância fixa tal que o parafuso 45nas se estenda além da face de apoio 29 do patim 31. Como variante, pode-se prever uma peça intermediária 47 entre a parede lateral 19 e a travessa46 (ver a figura 6).

A placa 36 é encaixada em torno da travessa 46, via o orifício36a, cujo diâmetro é sensivelmente superior ao diâmetro externo da travessa46. Enfim, uma mola helicoidal 48 é instalada em torno da haste filetada 41 eem torno da travessa 46, sensivelmente de modo coaxial. A mola se apoia,por um lado, sobre a face interna da parede lateral 19 da caixa 18 e, por ou-tro lado, sobre a placa 36.

As outras unidades 27 são idênticas àquela que acaba de serdescrita. As duas unidades 27 situadas sobre um mesmo lado da paredelateral 19 são instaladas de modo que os eixos 37 dos rodetes 40 sejamsensivelmente paralelas, por exemplo confundidos, a face de apoio 29 decada um dos patins 31 sendo dirigida para o alojamento 26 e situada sensi-velmente em um mesmo plano vertical (paralelo ao eixo z). Essas duas uni-dades 27 são, além disso, afastadas uma da outra, de forma a asseguraruma melhor orientação do mastro móvel 14. Na caixa 18, as unidades 27 dedois lados opostos da parede lateral 19 ficam frente a frente duas a duas.

Para a instalação do dispositivo externo 16 em torno do mastromóvel 14, determinam-se as dimensões transversais do mastro móvel 14para escolher o calço 25 adaptado, permitindo que, uma vez as duas partes22a, 22b da caixa 18 ligadas, e a parede superior 21 da caixa 18 fixada navirola 13 do mastro fixo 11, os rodetes 40 das unidades 27 rodam sobre omastro móvel 14 sem folga e sem esforço de compressão. A haste filetada41 permite comprimir a mola 48, por intermédio das placas 36, o comprimen-to da travessa 46 sendo escolhido para criar esforço de pré-esforço deseja-do sobre o rodete 40. A unidade está então na primeira posição, representa-da na figura 7. A linha pontilhada representa a vertical, e a linha que une oeixo 35 de rotação da alavanca 32 e o eixo 37 de rotação do rodete 40 é in-clinada em relação à vertical de um ângulo aO. A parte dianteira do rodete40 fica situada além da face de apoio 29 do patim 31, para o interior do alo-jamento 28, a uma distância d dessa face de apoio 29. Nessa primeira posi-ção, a zona de apoio da unidade 27 sobre o mastro 14 é formada unicamen-te pelo rodete.

Se o esforço exercido pelo mastro móvel 14 sobre o rodete 40ultrapassar o esforço do pré-esforço da mola 48, o mastro 14 provocará, porapoio sobre o rodete 40, a rotação da alavanca 32 em torno do eixo 3. Essemovimento acarreta a rotação e o deslocamento para trás da placa 36 quese afasta assim da arruela 44. Isto é tornado possível, ao mesmo tempo pelofato de a mola 48 ser comprimida e pelo fato de o diâmetro do orifício 36aser superior ao diâmetro externo da travessa 46. A rotação da alavanca pá-ra, quando a parte dianteira do rodete 40 se estende sensivelmente nomesmo plano vertical que a face de apoio 29 do patim 31. A unidade 27 estáentão na segunda posição, representada na figura 8. A linha pontilhada re-presenta a vertical, e a linha que une o eixo 35 de rotação da alavanca 32 eo eixo 37 de rotação do rodete 40 é inclinado em relação à vertical de umângulo a, a alavanca tendo girado de um (ângulo (a-a 0) em relação à pri-meira posição. Nessa segunda posição, a zona de apoio da unidade 27 so-bre o mastro 14 é formada pelo rodete 40 e pelo patim 31. Assim, se o es-forço exercido pelo mastro 14 continuar a aumentar, o esforço sobre o rode-te 40 permanece limitado ao esforço resultante da compressão da mola 48,e o resto do esforço exercido pelo mastro 14 é retomado pelo patim 31. Des-sa forma, evita-se uma deformação do mastro 14 pelos rodetes 40, e nãoé mais necessário prever trilhos sobre o mastro em um material mais resis-tente.

É assim possível utilizar os rodetes de tamanho pequeno, quesão suficientes para se conseguir uma orientação satisfatória, quando osesforços são fracos, em funcionamento normal. O dispositivo pode tambémaceitar esforços acidentais importantes, já que, nesse caso, o apoio é feitotambém sobre os patins. A superfície de contato dos patins 31 sobre o mas-tro é dimensionada, de modo que a pressão unitária permanece baixa. Po-de-se, portanto, utilizar perfis padrões que servem, ao mesmo tempo, demastro e de trilho de rolamento, sem usinagem.

Descreve-se a presente o dispositivo interno 17, com referênciaàs figuras 9 e 10. O dispositivo 17 apresenta no caso a forma de um parale-lepípedo retângulo, cuja seção é um quadrado de lado vizinho do compri-mento do lado da seção interna do mastro fixo 11. Mais geralmente, a formae as dimensões do dispositivo interno 17 são adaptadas àquelas da seçãointerna do mastro fixo 11.

O dispositivo 17 compreende uma estrutura 50, na qual são dis-postas várias unidades de orientação 27 do mastro fixo 11. A estrutura 50 é,por exemplo, mecano-soldada. A estrutura 50 comporta uma parede inferi-or 51 destinada a ser fixada, por exemplo, por soldagem, na extremidadesuperior do mastro móvel 14, acima do mastro 14. A fim de simplificar, o dis-positivo 17 será descrito na posição em que a parede inferior 51 fica horizon-tal.

A estrutura 50 compreende também, acima da parede inferior51, uma primeira placa intermediária 52 paralela à parede inferior 51 e ligadaa esta por uma parede lateral 53 de seção quadrada. Sobre cada um doslados da parede lateral 53 é fixado, por exemplo por parafusação, umpatim31 realizado em um material adaptado ao atrito, tal como o bronze, o aço, oferro fundido, ou uma matéria sintética como uma poliamida. O patim 31 a-presenta uma face de apoio 29 (oposta à parede lateral na qual o patim 31 éfixado) situada ligeiramente na frente, em direção ao exterior da estrutura 50,em relação ao envoltório da estrutura 50. O patim 31 pode se estender porsensivelmente todo o comprimento do lado correspondente. Como variante,a unidade 27 pode comportar dois patins 31 localizados nas extremidadesde cada um dos lados da parede lateral 53.

Acima da primeira placa intermediária 52, a estrutura compreen-de um primeiro estágio 54, depois uma segunda placa intermediária 55, umsegundo estágio 56 e enfim uma parede superior 57. O primeiro estágio 54apresenta duas placas laterais verticais 58a, 58b orientadas no caso per-pendicularmente ao eixo x e o segundo estágio 56 apresenta duas placaslaterais verticais 59a, 59b, orientadas perpendicularmente às placas laterais58a, 58b do primeiro estágio 54, seja no caso perpendicularmente ao eixo y.

Na prática, as unidades de orientação 27 do dispositivo interno17 são idênticas enter si e similares àquelas do dispositivo externo 16, à di-ferença que o suporte 28 não forma o patim, o patim 31 sendo disposto con-forme indicado anteriormente em parte inferior do dispositivo 17. Além disso,a face dianteira do suporte 28 fica situada em recuo em relação ao envoltórioda estrutura 50 para não entrar em contato com o mastro 11.

O primeiro estágio 54 comporta quatro unidades 27, repartidasem dois conjuntos. As duas unidades 27 de um conjunto são dispostas, demodo que os eixos 37 dos rodetes 40 sejam sensivelmente paralelos, porexemplo confundidos, e ortogonais às placas laterais 58a, 58b, as faces di-anteiras dos suportes 28 sendo dirigidas para o exterior, essas unidades 27sendo, além disso, afastadas uma da outra, de forma a permitir melhor orien-tação. Assim, a face dianteira de um suporte 28 de uma unidade 27 de umconjunto e a face dianteira de um suporte 28 de uma unidade 27 do outroconjunto são dirigidas em oposição uma à outra. Além disso, os suportes 28das unidades 27 de um conjunto ficam situados sob o eixo 37 dos rodetes40, enquanto que os suportes 28 das unidades 27 do outro conjunto ficamsituados acima do eixo 37 dos rodetes 40, isto é, dispostos ponta a ponta, a fim de limitar o volume.

O segundo estágio 56 comporta também quatro unidades 27,repartidas em dois conjuntos, de forma similar ao que foi descrito para o pri-meiro estágio 54. Além disso, os eixos 37 dos rodetes 40 das unidades dosegundo estágio 56 são ortogonais aos eixos 37 dos rodetes 40 das unida-des do primeiro estágio 54.

Naturalmente, o número de unidades 27 do dispositivo interno17 e sua repartição podem ser diferentes, segundo os esforços a prever.

O dispositivo interno 17 é fixado, tipicamente por soldagem, naextremidade superior do mastro móvel 14, antes da introdução do mastromóvel 14 no mastro fixo 11. Uma vez que as dimensões internas do mastrofixo 11 são determinadas, colocam-se calços (no caso não representados)de dimensões adaptadas, de mesma espessura, por um lado entre o suporte28 e a estrutura 50 (por exemplo, a parede 70) e, por outro, entre a mola 48e a estrutura 50 (por exemplo, a parede 70), a fim de que os rodetes 40 dasunidades 27 rolam sobre o mastro fixo 11 sem folga e sem esforço de com-pressão. O calço permite um ajuste do espaçamento transversal (isto é, per-pendicularmente ao primeiro eixo), a fim de compensar as imperfeições dasuperfície interna do primeiro mastro.

E, conforme para o dispositivo externo 16, o eixo 37 do rodete40 pode ser deslocado entre a primeira e a segunda posição, segundos osesforços exercidos pelo mastro fixo 11, a zona de apoio da unidade 27 sen-do formada respectivamente pelo rodete 40 somente, ou pelo rodete 40 epelo patim 31.

Mais de dois mastros podem assim ser ligados uns aos outrospara formar os braço telescópico 9. O número de mastros móveis é de 1, 2ou 3 para as aplicações no domínio da produção de alumínio por eletrólise.

É evidente que a invenção não está limitada à forma de realiza-ção descrita acima a título de exemplo, mas ela abrange, ao contrário, todasas variantes de realização.

Claims (22)

1. Dispositivo de orientação de um primeiro mastro (11), que a-presenta um primeiro eixo (12) em relação a um segundo mastro (14) queapresenta um segundo eixo (15), o segundo mastro (14) sendo destinado aser montado sensivelmente de modo coaxial no primeiro mastro (11), deforma a poder deslizar neste, o dispositivo de orientação (16, 17) sendo des-tinado a ser fixado em uma extremidade do primeiro mastro (11) ou do se-gundo mastro (14), e a cooperar com uma zona de contato situada sobre aface externa do segundo mastro (14) ou sobre a face interna do primeiromastro (11), respectivamente, e compreendendo pelo menos uma unidade(27) de orientação ajustada para cooperar com uma zona de contato do se-gundo mastro (14) ou do primeiro mastro (11), respectivamente, a unidade(27) apresentando uma direção de impulso sensivelmente ortogonal à zonade contato com a qual ela é destinada a cooperar, caracterizado pelo fato dea unidade (27) de orientação compreender pelo menos:- um rodete (40) montado rotativo em torno de um eixo (37) sen-sivelmente ortogonal à direção de impulso, o dispositivo de orientação (16,17) sendo destinado a ser montado, de modo que o eixo (37) de rodete (40)seja sensivelmente ortogonal ao primeiro eixo;- um patim (31) que apresenta uma face de apoio (29) sensivel-mente ortogonal à direção de impulso;- meios aptos a permitirem o deslocamento do eixo (37) do rode-te (40) em relação ao patim (31), sensivelmente de modo paralelo à direçãode impulso, em função dos esforços exercidos pelo mastro (11, 14) sobre orodete (40), entre uma primeira posição na qual o rodete (40) se estendealém da face de apoio (29) do patim (31), a zona de apoio da unidade (27)sobre o mastro (11, 14) sendo formada unicamente por uma parte do rodete(40), e uma segunda posição na qual o rodete (40) não se estende além daface de apoio (29) do patim (31), a zona de apoio da unidade (27) sobre omastro (11, 14) sendo formada por uma parte do rodete (40) e pelo patim(31).

2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de compreender meios de comando elástico (48) aptos a exerce-rem um esforço sensivelmente de modo paralelo à direção de impulso, es-ses meios de comando elástico (48) sendo ajustados, de modo que, quandoo eixo (37) do rodete (40) está na primeira posição, eles podem ser compri-midos para permitir o deslocamento do eixo (37) do rodete (40) em direção àsegunda posição.

3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 2, caracterizadopelo fato de meios de pré-compressão (41, 44, 45, 46) ajustados para que,quando o eixo (37) do rodete (40) está na primeira posição, os meios de co-mando elástico (48) sejam comprimidos e solicitam dessa forma o eixo (37)do rodete (40) para a frente.

4. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, ca-racterizado pelo fato de o eixo (37) do rodete (40) ser solidário a uma ala-vanca (32) montada giratória em torno de um eixo (35) fixo em relação aopatim (31) e sensivelmente paralelo ao eixo (37) do rodete (40).

5. Dispositivo de acordo com as reivindicações 2 e 4, caracteri-zado pelo fato de uma parte dos meios de comando elástico (48) ficar emapoio sobre uma zona da alavanca (32), o eixo (37) do rodete (40) ficandosituado entre o eixo (35) de rotação da alavanca (32) e essa zona da ala-vanca (32).

6. Dispositivo de acordo com as reivindicações 2 e 4, caracteri-zado pelo fato de uma parte dos meios de comando elástico (48) ficar apoia-da sobre uma zona da alavanca (32), essa zona da alavanca (32) ficandosituada entre o eixo (35) de rotação da alavanca (32) e o eixo (37) do rodete(40).

7. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 4 a 6, ca-racterizado pelo fato de a alavanca (32) ser formada de duas placas (33a,-33b) sensivelmente paralelas e ortogonais ao eixo (37) do rodete (40), o ro-dete (40) sendo disposto entre as duas placas (33a, 33b) e pelo fato de es-sas placas (33a, 33b) serem, por um lado, instaladas, em uma de suas ex-tremidades, de ambos os lados de um suporte (28( fixo em relação ao patim(31) e ligados por uma haste (34) que atravessa o suporte (28), essa haste(34) formando eixo de rotação (35) da alavanca (32) em relação a esse su-porte (28) e, por outro lado, ligados, na outra de suas extremidades, por umaplaca (36) sobre a qual os meios de comando elástico (48) se apoiam.

8. Dispositivo de acordo com a reivindicação 7, caracterizadopelo fato de o suporte (28) formar o patim (31).

9. Dispositivo de acordo com a reivindicação 7, caracterizadopelo fato de o patim (31) ser distinto do suporte (28).

10. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 9, ca-racterizado pelo fato de compreender:- uma mola (48) que apresenta um eixo (37) sensivelmente para-lelo à direção de impulso, a mola (48) ficando apoiada, em uma primeira ex-tremidade, sobre uma parede (19, 47) solidária a um patim (31), dispostatipicamente de modo perpendicular à direção de impulso na traseira do eixo(37) do rodete (40) e, em uma segunda extremidade, sobre uma peça deapoio (36) solidária ao eixo do rodete (40);- meios de bloqueio (41, 44, 45, 46) fixos em relação ao patim(31), ajustados para impedir o deslocamento dessa peça (36) para a frente epermitir o deslocamento dessa peça (36)para trás.

11. Dispositivo de acordo com a reivindicação 10, caracterizadopelo fato de os meios de bloqueio compreenderem uma haste filetada (41)disposta no interior da mola (48), sensivelmente de modo coaxial a esta, es-sa haste filetada (41) apresentando uma primeira parte extrema que cooperacom um orifício regulado aberto na parede (19) sobre a qual a primeira ex-tremidade da mola (48) fica apoiada e uma segunda parte extrema fixada emum elemento transversal de bloqueio (44), e pelo fato de a peça de apoioapresentar um orifício (36a), a fim de poder ser encaixada em torno da hastefiletada (41) e poder ficar em apoio contra o elemento transversal de blo-queio (44), sob ação da mola (48), quando o eixo (37) do rodete (40) está naprimeira posição.

12. Dispositivo de acordo com a reivindicação 11, caracterizadopelo fato de compreender uma peça cilíndrica oca que forma travessa (46)montada coaxialmente em torno da haste filetada (41), no interior da mola(48), entre a parede (19) sobre a qual a primeira extremidade da mola (48)está apoiada e o elemento transversal de bloqueio (44).

13. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 12,caracterizado pelo fato de ser destinado a ser fixado em uma extremidadedo primeiro mastro (11) e a cooperar com uma zona de contato situada so-bre a face externa do segundo mastro (14), esse dispositivo (16) compreen-dendo um alojamento (26) destinado a receber o segundo mastro (14), e umnúmero NI de unidades (27) de orientação dispostas sensivelmente sobre asfaces de um polígono fictício nas proximidades dos ângulos deste, as facesde apoio dos patins (31) dessas unidades (27) sendo dirigidas em direção aoalojamento (26).

14. Dispositivo de acordo com a reivindicação 13, caracterizadopelo fato de NI estar compreendido entre 1 e 20 inclusive.

15. Dispositivo de acordo com a reivindicação 10, caracterizadopelo fato de compreender uma caixa (18), na qual são instaladas as unida-des (27) de orientação, e na qual é disposto o alojamento (26), a caixa (18)sendo fabricada em pelo menos duas partes (22a, 22b) destinadas a seremuma na outra em torno do segundo mastro (14).

16. Dispositivo de acordo com a reivindicação 15, caracterizadopelo fato de compreender meios de regulagem (25) do afastamento entre aspartes (22a, 22b) da caixa (18), a fim de regular as dimensões transversaisdo alojamento (26) em função das dimensões transversais do segundo mas-tro (14).

17. Dispositivo de acordo com uma das reivindicações 1 a 12,caracterizado pelo fato de ser destinado a ser fixado em uma extremidadedo segundo mastro (14) e a cooperar com uma zona de contato situada so-bre a face interna do primeiro mastro (11), esse dispositivo (17) apresentan-do uma forma externa adaptada à forma interna do primeiro mastro (11) ecompreendendo um número N2 de unidades (27) de orientação dispostassensivelmente sobre as faces de um polígono nas proximidades dos ângulosdeste, as faces de apoio dos patins (31) dessas unidades (27) sendo dirigi-das para o exterior do dispositivo (17).

18. Dispositivo de acordo com a reivindicação 17, caracterizadopelo fato de N2 estar compreendido entre 1 e 20 inclusive.

19. Dispositivo de acordo com a reivindicação 18, caracterizadopelo fato de compreender uma estrutura (50) sobre a qual são instaladas asunidades (27) de orientação, essa estrutura (50) compreendendo pelo me-nos um primeiro e um segundo estágios (54, 56), cada estágio compreen-dendo pelo menos duas unidades (27) cujas faces de apoio (29) dos patins(31) são dirigidas em oposição uma da outras, a direção de impulso das uni-dades (27) do primeiro estágio (54) sendo ortogonal à direção de impulsodas unidades (27) do segundo estágio (56).

20. Braço telescópico comportando pelo menos um primeiromastro (11), que apresenta um primeiro eixo (12) e um segundo mastro (14)que apresenta um segundo eixo (15), montado no primeiro mastro (11) sen-sivelmente de modo coaxial, de forma a poder deslizar no primeiro mastro(11), o primeiro ou o segundo mastro (11, 14) sendo destinado a ser fixadosobre uma estrutura (8), caracterizado pelo fato de compreender pelo menosum primeiro e/ou um segundo dispositivos (16, 17) como definido em umadas reivindicações 1 a 19, o primeiro dispositivo (16) sendo fixado em umaextremidade do primeiro mastro (11) e cooperando com uma zona de conta-to situada sobre a face externa do segundo mastro (14), o segundo dispositi-vo (17) sendo fixado em uma extremidade do segundo mastro (14) e coope-rando com uma zona de contato situada sobre a face interna do primeiromastro (11).

21. Braço telescópico de acordo com a reivindicação 20, carac-terizado pelo fato de o primeiro mastro (11) compreender uma virola (13)destinada à fixação doa primeiro dispositivo (16), essa virola (13) sendo dis-posta na extremidade correspondente desse primeiro mastro (11).

22. Processo de orientação de um primeiro mastro (11), apre-sentando um primeiro eixo (12) em relação a um segundo mastro (14) queapresenta um segundo eixo (15), o segundo mastro (14) sendo destinado aser montado sensivelmente de modo coaxial no primeiro mastro (11), deforma a poder deslizar neste, caracterizado pelo fato de compreender asetapas que consistem em:- prever pelo menos um dispositivo de orientação (16, 17) comodefinido em uma das reivindicações 1 a 19;- fixar esse dispositivo (16, 17) em uma extremidade do primeiromastro (11), o dispositivo sendo ajustado para que os rodetes (40) rodem aolongo da face externa do segundo mastro (14), respectivamente da face in-terna do primeiro mastro (11);- agir sobre o dispositivo (16, 17) para instalar o eixo (37) do ro-dete (40) na primeira posição.