BRPI0902139A2 - máquina para o corte de blocos de pedra - Google Patents

Abstract

Máquina para o corte de blocos de pedra. A máquina serve para cortar biocos de pedra (B) em placas através de um cabo flexível abrasivo (C), o qual é posto a circular em anel fechado ao redor de um bloco de pedra a ser cortado. A máquina compreende um trilho fixo (11, 12) sobre o qual é montado, de forma deslizante, um quadro (13) e possuindo um volante principal motorizado (14) comandado em rotação para tracionar em circulação o cabo (C). Uma unidade eletrónica (20) para comandar a movimentação do quadro (13) ao longo dos trilhos a fim de afastar o quadro do bloco de pedra (B) durante a realização do corte. Uma célula de carga (25), associada a um volante de avanço (15), disposto a jusante do volante motorizado (14) detecta o grau de tensão mecânica de um seguimento (T) do cabo (C) que corre do volante principal motorizado na direção do bloco de pedra (B) e fornece, para a unidade eletrónica (20) sinais indicativos de uma condição operacional a qual requer o deslocamento de modo controlado do quadro ao longo dos trilhos com a finalidade de tensionar o cabo.

Description

Máquina para o corte de blocos de pedra.

A presente invenção se refere ao setor das máquinas para ocorte de pedras, as quais fazem uso de um cabo flexível abrasivo (usualmente chamadode cabo "adiamantado"), o qual é posto a circular em uma configuração tipo anelfechado, em um plano vertical ou horizontal, em torno da pedra a ser cortada, com oescopo de se obterem placas a partir de um bloco, por exemplo, de mármore, granito, oude qualquer outro material de consistência lapidar. Estas máquinas devem sercontroladas de modo tal que o cabo permaneça constantemente tensionado com, umatensão preestabelecida. Para este escopo, e conforme o corte da pedra acontece, é preciso afastar progressivamente a máquina da pedra, fazendo com que esta deslize aolongo de um trilho.

Nas máquinas para o corte de pedras até então utilizadas,de modo preferencial, a tensão no cabo adiamantado é regulada monitorando-se oconsumo de energia elétrica que é absorvida pelo volante principal, isto é, do volante ouroda motriz que põem o cabo em circulação ao redor da pedra. Os sistemas de controleaportados por estas máquinas são predispostos para manter constante o consumo deenergia elétrica, partido do pressuposto que uma redução na corrente consumidacorresponde a um relaxamento do cabo, enquanto que um aumento no consumo é umindicio de uma tensão excessiva no cabo.

O principio de funcionamento supra descrito não garantesempre uma tensão constante e correta do cabo. Devida ao caráter heterogêneo darocha, quando o cabo está cortando um estrato mais mole da rocha, no qual o cabopenetra mais facilmente, o cabo tende a "morder" mais a rocha, e isto se traduz em umaumento relativo da tensão mecânica do seguimento "ativo" do cabo, isto é, doseguimento que corre desde a pedra até o volante principal da máquina. O aumento natensão mecânica é detectado pelo sistema de controle da máquina por efeito do maiorconsumo de corrente elétrica, posto que o cabo está encontrando uma maior resistênciaao avanço na rocha. Sendo detectado um maior consumo momentâneo, a retração ouafastamento da maquina em relação à pedra é postergado, pelo que o cabo trabalhasobre a pedra com uma tensão inferior em relação à tensão nominal desejada, a qualgarante o rendimento máximo do corte. Ao contrário, quando o cabo encontra umaporção de rocha localmente mais dura, o atrito entre o cabo e a rocha diminui, e isto sereflete em uma redução no consumo de corrente do volante motor. Tal redução éinterpretada como um relaxamento, pelo que o afastamento ou retração da máquina éacelerado. Como resultado o cabo fica excessivamente tensionado, e assim sendo orendimento do processo de corte é momentaneamente reduzido e aumenta o risco deuma ruptura do cabo.

As máquinas tradicionais, do tipo supra dito, tendem, alémdisto, a trabalhar em condições de tensão insuficiente quando o cabo trabalha napresença de água, e por vezes por efeito do mesmo líquido refrigerante que é fornecidoao cabo para manter a sua temperatura sob controle, impedindo um aumento excessivo.Tem sido constatado que um aumento do líquido na zona de contato entre o cabo e arocha provoca um aumento na corrente elétrica absorvida pelo volante; este aumento éinterpretado pela máquina como indício de uma condição de tensão excessiva do cabo,pelo que o sistema de regulagem da posição da máquina atrasa seu o afastamento dapedra, mas o cabo inevitavelmente tende a trabalhar em uma condição excessivamentelivre. Ainda nas máquinas tradicionais, é fácil detectar variações na tensão mecânica dofio adiamantado, simplesmente devido a uma variação na tensão elétrica da rede.

A presente invenção prevê assim o escopo de evitar osinconvenientes da técnica conhecida e supra descrita, afrontando principalmente oproblema de otimizar a tensão do cabo adiamantado de modo tal que esta sejaautomaticamente regulada momento a momento, independentemente da falta dehomogeneidade entras as zonas de uma mesma rocha que apresentam durezasdiferentes, além da presença ou da ausência de água na interface entre o cabo e arocha, ou simplesmente pelo valor da tensão elétrica na rede.

Estes e outros escopos e vantagens, os quais serão melhorcompreendidos a seguir, são alcançados, de acordo com a invenção, através de umamáquina para o corte de pedra possuindo as características definidas nas reivindicaçõesem anexo. De forma extremamente sucinta, a invenção propõem a regulagem dadistância ou o afastamento da máquina com relação à rocha, de modo tal que semantenha uma pressão do fio adiamantado sobre a rocha, na zona de corte, dentro devalores pré estabelecidos, controlando a tensão (ou tensão mecânica) no ramo do caboaqui definido como "passivo" ou "lento", e isto é, no seguimento do cabo que corre desdeo volante motor da máquina na direção da rocha.

Será ora descrita uma forma de realização preferida, masnão limitativa, da invenção; será feita referência aos desenhos em anexo, nos quais:

-A figura 1 é uma vista lateral em elevação de uma máquina de acordo com ainvenção, a qual realiza o corte de um bloco de pedra;

-A figura 2 é uma vista em perspectiva da máquina da figura 1;

- A figura 3 é uma vista ampliada de um detalhe da figura 2, com algumas partesremovidas para mostrar outras;

- A figura 4 é uma vista ampliada de um detalhe da figura 1;

- A figura 5 é uma vista em secção de acordo com a linha V-V da figura 4;

-A figura 6 é uma vista em elevação de uma parte da máquina da figura 1;

- A figura 7 é uma vista em secção, de acordo com a linha VII-VII da figura 6; e

- As figuras 8 e 9 são vistas em perspectiva ampliada de outras partes da máquina.Com referência as figuras, uma máquina para o corte depedras, de acordo com a presente invenção, é indicada no seu todo por 10. A máquina10 é destinada a comandar a circulação, em um plano que no exemplo ilustrado éessencialmente vertical, um cabo flexível ou fio adiamantado C configurado na forma deum anel fechado ao redor de um bloco B de uma pedra a ser cortada em placas. Oesquema geral de configuração da máquina representada na figura 1 é para serconsiderado, no seu todo, como conhecido. Como conseqüência, a seguir na presentedescrição serão descritos, de modo particularizados, apenas os elementos deimportância e interesse específicos para a finalidade de atuação da presente invenção.

Para a realização das partes e dos elementos não ilustrados em detalhe pode-se,portanto fazer referência a qualquer uma das soluções para as máquinas de corte deblocos de pedra de tipo conhecido. Em uma variante da aplicação, o plano de cortepoderia ser horizontal ao invés de vertical.

A máquina 10 compreende uma estrutura de suporte fixa11, a qual inclui um trilho 12 orientado em uma direção horizontal. A máquina 10 inclui,de fato, um quadro 13 deslizável sobre o trilho 12. Sobre o quadro 13 são montados umvolante principal 14, uma pluralidade de rodas ou volantes de avanço 15, 16, 17, o motor(não ilustrado) o qual comanda em rotação o volante principal, e uma carcaça 18. Estacontém um motor ou um outro meio de acionamento (não ilustrado em detalhes) queprovoca o deslocamento do quadro ao longo do trilho, por exemplo, através de umatransmissão a cremalheira compreendendo um par de pinhões motorizados (nãoilustrados) os quais engatam respectivas barras dentadas 19 sobre o trilho 12. Alémdisto, a carcaça contém uma unidade eletrônica 20 de controle e processamento a qualatua sobro o funcionamento da máquina 10 em seu todo, e, portanto também sobre ofuncionamento de todos os outros órgãos motores/acionadores aqui descritos.

O volante 15 é um volante de avanço, não motorizado,disposto imediatamente a jusante do motor principal 14. Em toda a descrição, bem comonas reivindicações que seguem, termos e expressões quais "a montante", "a jusante" e"transversal" devem ser interpretadas com referência ao sentido de circulação do caboflexível C. O volante 15 empenha um seguimento T do cabo C aqui definido como "lento"ou "livre", isto é, aquele seguimento que corre do volante motorizado na direção do blocode pedra. Ao contrário, o seguimento que corre desde o bloco de pedra até o volanteprincipal 14 é um seguimento (ou ramo) sob tensão.

O volante de avanço 15 gira de modo livre sobre aextremidade de um eixo móvel 21, cuja extremidade oposta é articulada através de umcubo 22 que permite que o eixo 21 possa oscilar em um plano vertical. Através de umestribo 23, bloqueado sobre o eixo 21 (figura 7), o eixo 21 é ligado a um transdutor 25(figura 5), de preferência uma célula de carga, vinculada ao quadro em um ponto 26através de um flexível esférico. A célula de carga 25 se presta a detectar a força com aqual o eixo 21 é solicitado pelo cabo C em uma direção aqui definida como "transversal"com relação ao sentido de avanço do cabo entre o volante principal e a rocha, nesteexemplo em uma direção vertical. As células de carga são conhecidas na arte e nãoprecisam aqui serem descritas em detalhes.

A célula de carga converte a força transversal com a qual ocabo age sobre o eixo 21 em um sinal elétrico que é enviado (por exemplo através de umcabo 27, figura 9) para a unidade de controle 20 fornecendo assim, momento amomento, dados indicativos de nível de tensão mecânica no cabo em seu seguimentomais solto T.

A unidade de controle eletrônica 20 é disposta de modo acomandar os acionadores que fazem mover o quadro 13 ao longo do trilho 12 (no sentidoindicado pela flecha A na figura 1) de modo tal a afastar o quadro do bloco de pedra Bem função do nível da força que é detectado pela célula de carga 25, e que correspondeao grau de tensão mecânica no cabo. Em particular, A unidade de controle processa osdados derivados dos sinais recebidos pela célula e comanda, por conseqüência, osacionadores por cremalheira quando a tensão mecânica no seguimento T do cabo caiabaixo de um valor pré-estabelecido.

Graças a esta solução, a distância entre a parte móvel damáquina e o bloco de pedra, e portanto o nível de pressão do cabo adiamantado sobre arocha (na zona de corte), são regulados exclusivamente com base no grau efetivo defalta de tensão ou de relaxamento do cabo (no seu ramo "passivo"), e portanto paraevitar descontinuidades ou não homogeneidades estruturais na rocha, ou outros fatores,quais a maior ou menor presença de água na interface entre o cabo e a rocha, ou devariações na tensão elétrica da rede, as quais podem dar uma indicação prejudicial aossistemas de controle tradicionais, tal como descrito na parte introdutória da descrição.

De preferência, e tal como ilustrado na figura 8, odeslocamento do quadro é realizado em passos, através de pequenas rotaçõesangulares de um eixo árvore 28 na saída de um redutor 29 e associado a um encoder 30,o que permite as rotações angulares com uma precisão notável. O deslocamento doquadro em passos é além disto vantajoso e preferível com relação a um sistema deavanço tradicional de velocidade constante. Os inventores perceberam que nasmáquinas de corte tradicionais, quando em velocidades de avanço lineares muito baixasao longo do trilho, e devido a sua grande inércia, o quadro tende a parar, e portantoretomar o movimento com um solavanco acompanhado de um pico de tensãoexcessivamente elevado no cabo, o que o danifica.

O volante de avanço 16 é montado imediatamente à jusantedo volante de avanço 15, de modo tal a caracterizar no cabo C dois seguimentosinclinados, de chegada e de saída do volante 15, verticalmente simétricos. Estaconfiguração permite vantajosamente que se alinhe na vertical a resultante das forças notodo transmitidas pelo cabo C no eixo 21 do volante 15, e isto é, no plano vertical deoscilação do eixo 21.

Deve ser entendido que a invenção não está limitada pelaforma de realização aqui descrita e ilustrada, a qual deve ser considerada como umexemplo de atuação da máquina; ao contrário, a invenção é passível de ser modificadacom relação à forma e a disposição das partes, detalhes construtivos e defuncionamento. Por exemplo, o sentido de circulação do cabo poderia ser invertido, peloque o seguimento solto se tornaria o superior. Em tal caso, o volante de avanço 15deveria ser disposto mais no alto para acoplar o ramo superior do cabo e para variar aposição da célula de carga, de modo a adequá-la àquela do eixo 21.

Claims (6)

1. Máquina para cortar blocos de pedra (B) em placasatravés de um cabo flexível abrasivo (C) posto a circular em anel fechado ao redor de umbloco de pedra a ser cortado, compreendendo: - uma estrutura fixa (11, 12) de suporte e guia,-um quadro (13) montado de forma deslizante sobre a estrutura (11, 12).-pelo menos um volante principal motorizado (14) comandado em rotação sobre oquadro (13) para tracionar em circulação o cabo (C),-meios de acionamento para movimentar o quadro (13) ao longo da estrutura fixa demodo a afastar o quadro do bloco de pedra (B) durante a realização do corte,uma unidade eletrônica (20) para comandar os ditos meios de acionamento,-meios de detecção para fornecer para a unidade eletrônica (20) sinais indicativos de-uma condição operacional que requer o acionamento controlado dos meios deacionamento para deslocar o quadro ao longo da estrutura com a finalidade detensionar o cabo,caracterizada pelo fato de que os meios de detecção compreendem meios (15, 21, 25)para detectar o grau de tensão mecânica de um seguimento (T) do cabo (C) que corre dovolante principal motorizado no sentido do bloco de pedra (B).

2. Máquina, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de que os meios de detecção compreendem:um primeiro volante de avanço (15) que gira sobre um eixo (21) vinculado ao quadro(13) de modo móvel em um plano transversal à direção de avanço do cabo em umponto a jusante do volante principal (14); e- um transdutor (25), vinculado no quadro (13) e ligado no eixo (21), apto a tornardisponível um sinal elétrico indicativo da força exercida pelo cabo (CV) sobre ovolante de avanço (15) em dito plano transversal.

3. Máquina, de acordo com a reivindicação 2, caracterizadapelo fato de que o eixo (21) é preso me modo a oscilar em um plano essencialmentevertical.

4. Máquina, de acordo com as reivindicações 2 ou 3,caracterizada pelo fato de que o transdutor (25) é uma célula de carga a qual gera umsinal elétrico indicativo da força exercida pelo cabo (C) sobre o volante de avanço (15)em um plano vertical.

5. Máquina, de acordo com uma qualquer dentre as reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de compreender um ulterior volantede avanço (16) montado imediatamente a jusante do primeiro volante de avanço (15), demodo tal a determinar sobre o cabo (C) dois seguimentos inclinados, de chegada e desaída do primeiro volante (15), verticalmente simétricos entre eles.

6. Máquina, de acordo com uma qualquer dentre asreivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a unidade de controle (20) épredisposta de modo a comandar, em passos, os meios de acionamento, a fim demovimentar o quadro de modo discreto, ou em passos, ao longo da estrutura de suportee guia (11, 12), com um número proporcional ou ajustado as informações processadascom base em ditos sinais.