PT868239E - Dispositivo rotativo de vazamento continuo - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO

DISPOSITIVO ROTATIVO DE VAZAMENTO CONTÍNUO A invenção tem por objecto um dispositivo rotativo para o vazamento em contínuo de metal líquido, utilizável especialmente para a produção em contínuo de folhas finas ou de bandas dum metal ferroso ou não ferroso. O vazamento em contínuo do aço ou outro metal efectua-se de maneira clássica, num molde de paredes arrefecidas energicamente, em contacto com as quais o metal vazado se solidifica em superfície para constituir um produto limitado por uma crosta endurecida envolvendo um núcleo líquido ou pastoso e, de secção transversal idêntica à do molde. Este produto é extraído do molde a uma certa velocidade e em seguida agarrado por dispositivos de encaminhamento munidos de meios de arrefecimento até à solidificação completa. Podem assim realizar-se produtos de diversas secções, tais como barras ou folhas, tendo uma largura muito maior que a sua espessura.

As instalações de vazamento contínuo clássicas utilizando, nomeadamente, um molde oscilante são previstas para realizar folhas cuja espessura não desce, normalmente, abaixo de 80 a 100 mm. É, portanto, normalmente necessário utilizar máquinas especiais para a realização de folhas finas de espessura inferior a 80 mm.

Mas há esforços, desde há alguns anos, para realizar em contínuo produtos ainda mais finos constituindo simples bandas cuja espessura pode descer, em alguns casos até cerca de 1 mm.

Para este efeito, podem utilizar-se vantajosamente máquinas rotativas compreendendo pelo menos um tambor accionado em rotação em torno do seu eixo e limitado por uma parede cilíndrica arrefecida ao longo da qual, o metal vazado se solidifica para formar uma banda que é em seguida descolada do tambor (EP-A-237008).

Mas uma tal disposição só é utilizada, na prática, para o vazamento de metais amorfos ou com temperatura de fusão relativamente pouco elevada. 1

Numa outra disposição conhecida, utilizam-se dois cilindros de eixos horizontais, colocados face a face de maneira a limitar um entreferro tendo a largura que se deseja dar à banda. O metal é vazado no espaço compreendido entre os dois cilindros e apresenta uma secção transversal globalmente em V, que se adelgaça progressivamente até um entreferro de saída cuja largura corresponde à distância entre os dois cilindros, sendo o espaço de vazamento limitado, no sentido axial, por placas de extremidade aplicadas de forma relativamente estanque sobre os dois cilindros.

Cada cilindro é arrefecido energicamente por circulação de água e o metal vazado solidifica-se ao longo da periferia dos dois cilindros que são accionados em rotação no sentido contrário, de maneira a formar um produto solidificado pelo menos superficialmente, que é evacuado por meios de encaminhamento e de arrefecimento secundário colocados por baixo dos dois cilindros e nos quais se acaba a solidificação e o arrefecimento.

Numa disposição conhecida descrita, por exemplo, pelo documento DE-A-3801085, a parede cilíndrica sobre a qual o metal é vazado constitui um tambor suportado por duas chumaceiras definindo um eixo de rotação do tambor e no interior do qual é colocado um núcleo fixo limitado por uma face circular separada da face interna do tambor por um espaço anelar no qual é posto em circulação um fluido de arrefecimento. Para este efeito, o núcleo fixo é munido de duas câmaras, respectivamente, de alimentação e de evacuação, desembocando dum lado e doutro duma junta de estanquidade que se estende, ao longo duma geratriz, entre a parede rotativa e o núcleo fixo. O fluido de arrefecimento introduzido pela câmara de alimentação penetra no espaço anelar e roda em torno do núcleo, até à junta de estanquidade para sair pela câmara de evacuação.

Para assegurar a repartição do fluido sobre toda a superfície do tambor, são preparadas ranhuras de circulação sobre a face interna da parede cilíndrica que deve então ser relativamente espessa.

Para além disso, o conjunto do tambor deve ser suficientemente rígido para garantir a centragem da parede cilíndrica sobre o eixo de rotação em volta do núcleo fixo. 2

Ora, a face externa da parede cilíndrica sobre a qual é vazado o metal líquido encontra-se a uma temperatura muito superior à da face interna ao longo da qual circula o fluido de arrefecimento. Resultam daí efeitos de deformação térmica relativamente importantes, devidos às dilatações diferenciais. Na prática, a face externa da parede tem tendência a arquear e, no caso em que se utilizam dois cilindros face a face, o entreferro de saída do metal é mais estreito na sua parte central do que nos bordos. É difícil combater estes efeitos de dilatação e os meios que poderíamos empregar para esse efeito podem ter uma influência negativa sobre as condições de solidificação e, por consequência, a qualidade metalúrgica do produto acabado. Para além disso, os resultados obtidos são muitas vezes aleatórios. A invenção tem por objecto obviar a estes inconvenientes graças a uma disposição nova que permite nomeadamente, através de meios simples e de fácil manutenção, compensar eficazmente as dilatações diferenciais e as deformações e melhorar a qualidade do produto vazado. A invenção diz portanto respeito, duma maneira geral, a um dispositivo rotativo para a produção dum produto plano, por vazamento dum metal líquido sobre pelo menos um molde rotativo, accionado em rotação em volta dum eixo e limitado por uma parede cilíndrica de revolução em volta do dito eixo, tendo uma face externa e uma face interna e envolvendo um núcleo fixo limitado por uma face circular centrada sobre o eixo e associada a meios de pôr em circulação um fluido de arrefecimento entre a face interna da parede e a face circular do núcleo, o metal líquido arrefecendo ao longo dum sector angular da face externa da parede cilíndrica rotativa, para a formação dum produto plano solidificado ao menos superficialmente e afastando-se da parede arrefecida segundo uma direcção de extracção.

Em conformidade com a invenção, a parede arrefecida sobre a qual é vazado o metal é constituída por um invólucro cilíndrico delgado formando uma manga simplesmente enfiada sobre a face circular do núcleo fixo que constitui pela parte central duma árvore fixa de manutenção e de centragem da dita manga, tendo a dita face circular um raio sensivelmente igual, a menos da folga de montagem, ao da face interna da parede arrefecida e cobrindo um sector angular correspondendo pelo menos ao sector angular da 3 manga sobre o qual o metal arrefece, e a dita árvore fixa está associada a meios de aplicação dum esforço de impulsão sobre a face interna da manga, segundo uma direcção oposta ao sector de arrefecimento do metal para a aplicação da manga sobre a dita face circular da árvore, com interposição duma camada de fluido de arrefecimento, de forma a constituir uma almofada fixa para a centragem da manga sobre a árvore, assegurando o fluido de arrefecimento a lubrificação da dita almofada.

Num modo de realização preferencial, o meio de aplicação dum esforço de impulsão sobre a manga é constituído pelo menos por um patim tendo uma face externa cobrindo um sector circular de raio sensivelmente igual ao da face interna da manga e oposto à face circular da árvore, e o dito patim é montado deslizante sobre a árvore segundo uma direcção passando pelo eixo e é associado pelo menos a um meio de impulsão tal como um macaco tomando apoio dum lado sobre a árvore e do outro sobre o patim para empurrar este último do lado oposto à face circular da árvore sobre a qual é aplicada a manga, uma camada de fluido de arrefecimento estando interposta entre a face interna da manga e a face externa do patim que constitui assim uma almofada móvel radialmente, cooperando com a almofada fixa constituída pela face circular da árvore fixa para centragem da manga.

Segundo uma outra característica essencial, o dispositivo compreende meios de regulação do esforço exercido por cada macaco sobre o patim correspondente de forma a determinar o esforço de aplicação da manga sobre a árvore susceptível de compensar a deformação da manga devida às dilatações diferenciais entre a face interna e a face externa desta.

De preferência, utiliza-se, para esse efeito, pelo menos dois patins colocados um ao lado do outro sobre o comprimento da manga e associados a meios separados de regulação individual do esforço de impulsão exercido por cada um dos patins sobre a parte correspondente da manga.

De resto, cada face de aplicação formando almofada é munida por um lado, duma pluralidade de orifícios repartidos sobre a dita face e ligados a pelo menos um circuito de alimentação de fluido sob pressão preparado no interior da árvore fixa e, por outro lado, de meios de recuperação de fluido tal como orifícios repartidos sobre a face de aplicação 4 e ligados, individualmente ou por grupo, a pelo menos um circuito de evacuação preparado no interior da árvore fixa.

De forma vantajosa, os orifícios de alimentação de fluido e os meios de recuperação são dispostos, respectivamente, em várias zonas repartidas sobre a largura da manga e distribuídos de tal forma que a circulação do fluido entre cada orifício de alimentação e um meio de recuperação correspondente assegura um arrefecimento uniforme da manga ao longo da face de aplicação. De resto, os orifícios de alimentação de cada zona são vantajosamente ligados a um circuito de alimentação separado munido dum meio de regulação individual da pressão do fluido na saída do dito circuito.

Num modo de realização preferencial, os meios de recuperação dispostos sobre cada face de aplicação formando uma almofada da manga compreendem pelo menos uma ranhura cobrindo pelo menos um sector da dita almofada e na qual desemboca pelo menos um orifício de evacuação ligado por um canal a um circuito de evacuação de fluido disposto no interior da árvore fixa.

Segundo uma outra característica essencial, a parte central da árvore fixa sobre a qual é preparada a face circular de aplicação da manga é munida dum recorte no interior do qual é alojado pelo menos um patim de aplicação da manga, sendo esse recorte limitado, no sentido axial, por dois apoios laterais de manutenção do patim e, do lado do eixo da árvore, por uma face plana na qual é preparada pelo menos uma parte saliente que se enfia numa alisagem correspondente do patim, constituindo a dita parte saliente e a alisagem correspondente, o êmbolo e o corpo dum macaco de impulsão do patim. É necessário notar que a face de aplicação fixa preparada sobre a árvore do lado do vazamento pode vantajosamente apresentar um perfil não rigorosamente cilíndrico, susceptível de compensar a deformação previsível da manga em serviço.

Dado que a manga é montada rotativa sobre a árvore fixa, é possível colocar no interior desta não somente os circuitos de alimentação e de evacuação do fluido de arrefecimento mas também todos os dispositivos úteis tal como meios de mistura do <metal, electromagnéticos ou por ultra-sons, que podem ser alojados no interior da árvore fixa. 5

De resto, a manga é mantida axialmente, nas suas duas extremidades laterais, por dois apoios circulares montados rotativos sobre a árvore fixa cada um por intermédio duma chumaceira e munidos de juntas de estanquidade cooperando com as partes correspondentes da árvore fixa.

Esta disposição permite o accionamento em rotação da manga que é solidária em rotação com pelo menos um dos apoios de extremidade por meios permitindo as dilatações diferenciais, sendo o dito apoio ligado cinematicamente a um meio de comando de rotação suportado pela árvore.

Mas a invenção será compreendida melhor pela descrição seguinte dum modo de realização particular, dado a título de exemplo e representado nos desenhos anexos. A figura 1 é uma vista esquemática duma máquina de vazamento com cilindros rotativos. A figura 2 é uma vista em corte axial do conjunto dum cilindro rotativo segundo a invenção. A figura 3 e a figura 4 são vistas em corte transversal segundo a linha lll-lll e a linha IV-IV da figura 2. A figura 5 é uma vista de baixo segundo a seta F1 da figura 3, estando a manga retirada. A figura 6 é uma vista de cima segundo a seta F2 da figura 4, estando a manga retirada. A figura 7 é uma vista em corte segundo a linha VII-VII da figura 4. A figura 8 é uma vista parcial em corte axial segundo a linha VIII-VIII da figura 3. A figura 9 é uma vista em detalhe em corte axial segundo a linha IX-IX da figura 3.

Na figura 1 representou-se esquematicamente uma máquina de vazamento com cilindros rotativos compreendendo dois cilindros A, A’ accionados em rotação no sentido contrário e limitando um espaço com secção em V no qual é vazado um metal líquido M. Este espaço de vazamento é limitado lateralmente por tabiques C aplicados sobre os lados dos cilindros A, A’ sob uma pressão exactamente suficiente para assegurar a estanquidade sem perturbar a rotação. A parede externa de cada cilindro A, A' é arrefecida energicamente por circulação de fluido, e forma-se assim, ao longo dos dois cilindros A, A’ duas crostas solidificadas convergindo uma para a outra de forma a limitar um produto P tendo uma espessura igual 6 à largura do entreferro E e cujo núcleo pode ser líquido, sendo a solidificação completa realizada num dispositivo B de extracção e de arrefecimento secundário. A invenção reporta-se à realização dum cilindro rotativo tal como representado nas figuras 2 a 11. Uma máquina de vazamento do tipo representado na figura 1 poderá portanto ser constituída por dois cilindros segundo a invenção.

Como Índica esquematicamente a figura 1, cada cilindro de vazamento A, A’ é constituído por um invólucro cilíndrico delgado, tendo uma face externa 21 e uma face interna 22 e constituindo uma manga 2 enfiada sobre um núcleo 10 limitado por uma face circular cilíndrica 11 tendo um raio sensivelmente igual, a menos da folga de montagem, ao da face interna 22 da manga 2.

Como se vê nomeadamente na figura 2 que representa o conjunto do dispositivo, em corte axial segundo a linha ll-ll da figura 3, o núcleo 10 constitui a parte central alargada duma árvore fixa de manutenção e de centragem da manga 2, sendo esta última simplesmente enfiada sobre a face cilíndrica 11 e mantida axialmente, com possibilidade de jogo radial, por dois apoios circulares 4, 4’ montados rotativos sobre a árvore 1, dum lado e doutro da parte alargada 10, por intermédio das chumaceiras 42, 42’. o A face externa circular 11 da árvore 1 cobre um sector de revolução de pelo menos 180 , centrado sobre o eixo x’x da manga 2 e é prolongada por uma face circular 31 disposta sobre um patim móvel 3 associado à árvore 1. A face circular 31 tem igualmente um diâmetro sensivelmente igual, a menos da folga de montagem, ao da face interna 22 da manga e cobre, de preferência o sector complementar da periferia de tal maneira que a parte alargada 10 forma com o patim 3, depois da montagem, um cilindro completo sobre o qual é enfiada a manga 2 cujo eixo x’x coincide com o do dito cilindro 11, 31.

De preferência, como mostra a figura 2, a parte alargada 10 da árvore 1 é munida, sobre o lado oposto ao sector de vazamento, dum recorte transversal 12 centrado num plano mediano P1 perpendicular ao eixo x’x e cobrindo um comprimento um pouco inferior ao da parte alargada 10 de maneira a deixar dois apoios laterais circulares 13, 13’ nas extremidades desta. Para além disso, o fundo do recorte 12 tem um perfil dentado 7 comportando uma parte central saliente 14 enquadrada por duas placas 15, como mostram as figuras 3 e 4.

No interior do recorte 12 que é fechado exteriormente pela manga 2, é colocado pelo menos um patim 3 tendo em secção transversal, a forma geral dum quarto crescente limitado dum lado pela face externa 31 de raio igual ao da face cilíndrica 11 da parte alargada 10, e do outro lado por uma face interna 32 tendo um perfil dentado conjugado com o do fundo do recorte 12 e compreendendo uma ranhura 32 formando um alojamento no qual se pode engatar a parte saliente 14 e duas faces laterais 33 colocadas respectivamente frente a frente das placas 15 da parte alargada 10.

No modo de realização preferencial representado nas figuras, utilizam-se vários patins reunidos, por exemplo 3a, 3b, 3c de modo a repartir os esforços aplicados, da maneira indicada mais adiante.

Na montagem, podem portanto colocar-se sobre a parte saliente 14, os três patins 3a, 3b, 3c, que ocupam o recorte 12 entre os dois apoios 4, 4’, e depois enfiar a manga 2 sobre o conjunto. Os patins 3 são assim mantidos no interior do recorte 12, no sentido axial pelos apoios 13, 13’, no sentido radial pela manga 2 e pelo fundo 15 do recorte e no sentido transversal ao eixo pela parte saliente 14, os patins estando assim centrados sobre o plano longitudinal P2 passando pelo eixo x’x da árvore.

De resto, a posição radial de cada patim 3 em relação ao eixo x’x pode ser regulada graças a pelo menos um macaco interposto entre cada patim 3 e a árvore 1 e compreendendo um embolo 34 tomando apoio sobre a face de extremidade 15’ da parte saliente 14 e penetrando numa alisagem correspondente 35 preparada no fundo do recorte 32 do patim 3.

Este último tem uma forma rectangular alongada, em particular se se utilizam vários patins e é particularmente vantajoso associar cada patim 3a, 3b, 3c a um macaco único de secção oblonga cobrindo praticamente toda a superfície do fundo 32 da ranhura mas tendo extremidades semicirculares, como se representou nas figuras. Todavia, também se poderiam utilizar vários macacos de secção circular, colocados um ao lado do outro. 8

No modo de realização preferencial representado nas figuras, o embolo 34 é uma placa independente alojada na alisagem 35 e que toma simplesmente apoio sobre a face de extremidade 15', uma junta periférica 34’ assegurando a estanquidade da câmara do macaco assim constituído. Esta pode ser alimentada em óleo por um canal 36 atravessando a placa 34 e ligado por uma junta flexível 36’ à extremidade dum canal 16 perfurado na parte saliente 14 e desembocando numa conduta de alimentação 17.

Como se vê na figura 2, cada um dos patins 3a, 3b, 3c é associado a um macaco alimentado por um circuito separado 17a, 17b, 17c de tal forma que é possível actuar individualmente sobre a posição radial de cada um dos três patins.

Como se indicou mais atrás, a árvore 1 é fixa em rotação e a manga 2 é montada rotativa em volta do eixo deslizando sobre o suporte cilíndrico 11 preparado sobre a periferia da parte alargada 10 e prolongado pelas faces externas 31 dos três patins 3a, 3b, 3c. Para esse efeito, como mostram as figuras 2 e 7 a manga 2 é accionada em rotação por dois apoios circulares 4, 4’ fixados respectivamente sobre dois anéis 41, 41’ montados rotativos, por intermédio de chumaceiras de rolamentos 42, 42’ e batentes axiais 43, 43’ sobre suportes cilíndricos 18 preparados dum lado e doutro da parte alargada 11 da árvore 1 e centradas sobre o eixo x'x daquela.

As apoios 4, 4’ são arrastados em rotação de forma descrita mais adiante.

Para permitir o deslizamento sem fricção da manga 2, é necessário interpor uma película de fluido lubrificante entre a face interna 22 desta e o suporte cilíndrico 11, 31, fixo em rotação. Deste modo, a manga 2 roda sobre pelo menos duas almofadas constituídas respectivamente pelas faces cilíndricas 11 da árvore 1 e 31 dos patins 3.

Como mostra a figura 1, no caso de se utilizarem dois cilindros rotativos A, A' segundo a invenção, o plano mediano P2 no qual são centrados os patins é um plano horizontal passando pelos eixos dos dois cilindros A, A’.

Os patins são portanto virados para o lado oposto ao metal líquido e o sector da manga 2 virado para a cavidade de vazamento é aplicada sobre a face 11 pelo esforço exercido do outro lado da árvore 1 pelos patins 3 sob a acção dos macacos 34. 9

Daqui resulta que o perfil da manga 2 na parte em contacto com o metal é determinado pelo da face 11 e não corre o rico de se deformar sob o efeito das dilatações.

Para além disso, segundo uma outra característica essencial da invenção, o fluido de lubrificação pode também assegurar o arrefecimento da manga. A natureza e as características deste fluido serão portanto escolhidas de maneira a assegurar as duas funções de lubrificação e de arrefecimento. No entanto, é particularmente económico e vantajoso utilizar para esse efeito a água.

Este fluido é introduzido entre as faces frente a frente 22 e 11, por intermédio dum grande número de orifícios 5 regularmente distribuídos sobre toda a superfície da face de aplicação 11 e colocados na saída de canais 51 dispostos em feixe e ligados por grupos a colectores 52 desembocando eles mesmos em condutas de alimentação 53 paralelas ao eixo x’x da árvore 1.

Como mostram as figuras 3 a 6, os orifícios 5 podem ser dispostos, em quadrado ou em quincôncio, sobre filas paralelas ao eixo x’x e estas filas são ligadas por grupos aos diferentes colectores 52. Cada colector 52 cobre assim uma zona determinada da árvore 1 e as condutas correspondentes 53 podem ser alimentadas sob pressões e débitos adaptados à posição do sector correspondente da árvore, em função das condições de vazamento.

As diferentes canalizações 51, 52, 53 são perfuradas no interior da árvore fixa 1 e da parte alargada 10 e são repartidas duma forma permitindo não enfraquecer a resistência mecânica do conjunto, por exemplo da maneira representada nas figuras 2 e 7. A face externa 31 de cada patim 3 é alimentada em fluido duma forma análoga por orifícios 5’ regularmente repartidos e ligados por canais 51’ a colectores 52’.

No entanto, para permitir ligeiros ajustamentos na posição de cada patim 3 em relação à árvore 1, cada colector 52’ é ligado a uma conduta de alimentação em fluido 53’ por dois canais 54, 55 dispostos no prolongamento um do outro, respectivamente na saliência 14 e no patim 3 e ligados entre si por um órgão de junção susceptível de seguir ligeiros 10 deslocamentos do patim 3 e constituído, por exemplo, dum olhai 56 furado axialmente e munido nas suas extremidades de juntas estanques e articuladas deslisando em alisagems correspondentes prepapradas na saída dos dois canais 54, 55. O fluido de arrefecimento, geralmente água, é introduzido sob pressão nas diferentes condutas de alimentação 53, 53’. Ele reparte-se nos colectores 52, 52’ e é injectado pelos orifícios 5, 5’ que são regularmente repartidos sobre toda a superfície da face de aplicação 11 da árvore 1. O fluido espalha-se assim entre as faces frente a frente 11 da árvore fixa 1 e 22 da manga 2. No entanto, o trajecto percorrido por cada quantidade de fluido injectado é bastante curto porque a face de aplicação 11 é munida de meios de recuperação 6 regularmente repartidos sobre toda a superfície e constituídos vantajosamente por uma série de ranhuras helicoidais 6 regularmente espaçadas de maneira a passar entre as filas de orifícios 5 e que são ligadas a um circuito de evacuação 63.

Por exemplo, como se vê nas figuras 4 e 7, as ranhuras 6 podem ser munidas de orifícios espaçados 60 que desembocam em canais 61 ligados em feixe a colectores 62 desembocando numa conduta de evacuação 63 que pode ser constituída por uma conduta única de bastante grande diâmetro preparada no eixo da árvore 1.

Cada patim 3 é igualmente munido de ranhuras helicoidais 6’ que se estendem no prolongamento das ranhuras correspondentes 6 da face de aplicação 11. Nas extremidades 64 destas ranhuras colocadas ao nível dos apoios 13, 13’ são preparados orifícios laterais 60' que são ligados a colectores 62’ por canais 61’ preparados nos dois apoios 13, 13’ (Figura 7).

Graças a estas disposições é possível injectar sob pressão, pelos orifícios 5, uma grande quantidade de água que se espalha numa camada fina entre a face de aplicação 11 da árvore e a face interna 21 da manga e é rapidamente recuperada pelas ranhuras 6, 6’ para ser evacuada pela conduta central 63. Devido ao grande número de orifícios de injecção 5 preparados sobre a face de aplicação 11, a água injectada sob pressão reparte-se uniformemente sobre toda a superfície desta e permite a rotação sem atrito da manga 2 à maneira duma chumaceira fluída. Para além disso, o calor aplicado do exterior sobre a manga 2 é imediatamente absorvido pela película de água assim realizada. Esta 11 película é muito fina mas devido à repartição das ranhuras 6, 6' passando entre os orifícios 5, 5’, cada molécula de água é evacuada rapidamente depois de ter seguido um percurso muito curto sobre a face de aplicação 11 e a quantidade global de calor evacuado pode ser muito importante.

Bem entendido, as condições de injecção do fluido devem ser reguladas em débito e em pressão para ter em conta as duas funções do fluido. A pressão é determinada tendo em conta o esforço de aplicação da manga 2 sobre a árvore 1, que é exercido pelos patins 6 e o débito deve ser mantido suficiente para assegurar o arrefecimento do metal por intermédio da manga 2. É de notar que, como mostra a figura 8, os orifícios de alimentação 5 são agrupados vantajosamente por zonas ligadas a circuitos de alimentação separados 53a, 53b e associados a meios de regulação individual da pressão e do débito de fluido injectado em cada zona. A repartição dos orifícios e a distribuição do fluido permitem assegurar um arrefecimento uniforme e/ou ajustar o efeito de arrefecimento e de chumaceira fluída à posição da zona correspondente na cavidade de vazamento.

Como mostra a figura 2, para assegurar a rotação da manga 2, os dois apoios 4, 4’ são accionados em sincronismo em volta do eixo x’x por um mecanismo 7 montado sobre a árvore fixa 1 e compreendendo uma árvore de accionamento 70 ligada a um motor não representado. Cada um dos apoios 4, 4’ é associado a uma coroa dentada 73, 73’ accionada por um carreto motor 71, 71’, por intermédio dum carreto montado livre 72, 72’. Um dos carretos motores 71 é calçado sobre a árvore de accionamento 70 e o outro carreto motor 71’ é arrastado por intermédio dum alongamento 74 passando numa alisagem da árvore 1 e munido nas suas extremidades de juntas articuladas de acoplamento com os dois carretos 71, 71’.

Como indicado na figura 9, cada apoio circular 4, 4’ é munido, sobre a sua periferia, de partes dentadas 44 que se engatam nos recortes correspondentes 23 preparados sobre as extremidades laterais da manga 2, deixando uma folga necessária para as dilatações.

Por outro lado, a face de aplicação 11 é munida, em cada uma das suas extremidades, duma ranhura circular 64 que retoma o excesso de fluido para o evacuar para a conduta 12 central 63. Para evitar fugas, um anel de estanquidade 45 é alojado numa garganta periférica de cada apoio 4 e aplicado sobre a face lateral correspondente da manga 2.

Para além disso, uma ou várias juntas anelares 46 são colocadas em gargantas circulares de cada apoio 4, 4’ e comportam uma parte friccionante 46’ apoiando-se sobre a face lateral da parte 10 da árvore fixa 1, de forma a evitar fugas de água para o interior que poderiam corroer as chumaceiras 42 e os mecanismos de accionamento.

De resto, a figura 9 mostra esquematicamente um separador lateral C limitando o espaço de vazamento do metal e que é aplicado sobre o lado da manga 2 com uma pressão exactamente suficiente para assegurar a estanquidade da cavidade de vazamento sem perturbar a rotação da manga 2. É de notar que esta não é submetida a nenhum outro constrangimento, graças às folgas deixadas, no sentido radial e no sentido longitudinal, entre os dentes de accionamento 44 e os recortes correspondentes 23 da manga.

Em relação às disposições conhecidas anteriormente, a invenção apresenta múltiplas vantagens.

Primeiro que tudo, as deformações da manga são muito limitadas uma vez que ela é constituída por um invólucro delgado aplicado sobre um suporte cilíndrico fixo pelos patins opostos 3. Estes últimos são alimentados por circuitos separados e podem portanto ser regulados individualmente de maneira a compensar as deformações da manga devidas às dilatações. A manga 2 toma assim a forma do suporte cilíndrico 11 do lado do vazamento oposto aos patins 3. A face de aplicação 11 pode, de resto, não ser rigorosamente cilíndrica mas ter, pelo contrário, um perfil ligeiramente encurvado, duma forma que permita compensar a deformação previsível da manga em serviço sob o efeito das dilatações. É possível, como se viu, utilizar vários patins adjacentes 3a, 3b, 3c regulados individualmente para repartir o esforço de aplicação da manga sobre a árvore 1.

De resto, a realização do dispositivo é relativamente simples dado que a única parte móvel é constituída pela manga 2 e os dois apoios 4, 4’, e que o conjunto é montado sobre uma árvore fixa na qual se pode, sem dificuldade particular, dispor todos os 13 circuitos de alimentação e de evacuação de fluido de arrefecimento assim como os circuitos hidráulicos 17 dos patins e os mecanismos 7 de accionamento em rotação da manga 2.

Como se representou nas diferentes figuras, estes circuitos fixos de alimentação e de evacuação poderão ser repartidos no interior da massa da árvore fixa 1 de maneira a não enfraquecer esta e, por outro lado, a contornar, em caso de necessidade, os patins de aplicação 3, como mostra nomeadamente a figura 7.

Para além disso, segundo uma outra característica vantajosa da invenção, a utilização duma árvore fixa munida duma parte alargada 10 permite incorporar no interior desta certos órgãos acessórios.

Em particular, como se indicou nas figuras 3 e 4, é interessante alojar no sector da árvore fixa 1 virada para o líquido, meios de mistura do metal 8 tais como bobinas electromagnéticas ou um emissor de ultra-sons.

Um tal dispositivo pode vantajosamente ser colocado num alojamento preparado na parte alargada 10 e coberto por uma calote 81 tendo uma face circular 82 colocada no alinhamento da face externa 11 e na qual são dispostos os canais 83 desembocando para o exterior por orifícios 5a repartidos da mesma maneira que os orifícios 5 da face externa 11 para assegurar a continuidade de alimentação de líquido.

Para esse efeito, os canais 83 são colocados no prolongamento dos canais 57 dispostos radialmente na parte alargada 10 e desembocando seja num colector 52 seja directamente numa conduta longitudinal de alimentação 53.

Da mesma forma, a face externa 82 da calote 81 é munida de ranhuras helicoidais 6a dispostas no prolongamento das ranhuras 6 da face 11 da árvore 1.

Outros órgãos acessórios poderiam ser adaptados ao dispositivo segundo a invenção. Com efeito, esta não é evidentemente limitada aos detalhes do modo de realização que acaba de ser descrito a título de simples exemplo e poderia ser objecto de variantes sem se afastar do quadro de protecção definido pelas reivindicações. 14

Em particular, descreveu-se a invenção no caso duma máquina de vazamento do tipo conhecido comportando dois cilindros rotativos colocados frente a frente mas as mesmas disposições poderiam vantajosamente ser utilizadas para máquinas dum outro tipo comportando, por exemplo, um único cilindro rotativo associado a uma banda constituindo a outra parede do molde.

Por outro lado, descreveu-se uma disposição particularmente vantajosa dos circuitos de alimentação e de evacuação do fluido mas outros meios equivalentes poderiam ser empregues, nomeadamente graças à utilização duma árvore fixa.

De resto, é interessante utilizar vários patins adjacentes de maneira a modular o esforço de aplicação da manga mas a instalação poderia ser simplificada pelo emprego dum único patim associado a um ou vários macacos.

Os números de referência inseridos depois das características técnicas mencionadas nas reivindicações, têm como única finalidade facilitar a compreensão destas últimas e não limitam de nenhuma maneira o seu alcance.

Lisboa, 2 2 MAIO 2000

Por USINOR e Thyssen Stahl Aktiengesellschaft

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Claims (21)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Dispositivo rotativo para a produção dum produto plano (P), por vazamento dum metal líquido sobre pelo menos um molde rotativo (A) limitado por uma parede cilíndrica de revolução (2) em torno dum eixo (x’x), tendo uma face externa (21) e uma face interna (22) e envolvendo um núcleo fixo (1) limitado por uma face circular (11) centrada sobre o eixo (x'x) e associado a meios (5, 6) de pôr em circulação um fluido de arrefecimento entre a face interna (22) da parede (2) e a face circular (11) do núcleo (1), o metal líquido arrefecendo ao longo dum sector angular da face externa (21) da parede cilíndrica rotativa (2), para a formação dum produto plano (P) solidificado pelo menos superficialmente e afastando-se da parede arrefecida (2) segundo uma direcção de extracção, caracterizado pelo facto de que a parede arrefecida sobre a qual é vazado o metal é constituída por um invólucro cilíndrico delgado formando uma manga (2) simplesmente enfiada sobre a face circular (11) do núcleo fixo que constitui a parte central duma árvore fixa (1) de manutenção e de centragem da dita manga (2), tendo a dita face circular (11) um raio sensivelmente igual, a menos da folga de montagem, ao da face interna (21) da parede (2) e cobrindo um sector angular correspondente pelo menos ao sector angular da manga (2) sobre o qual arrefece o metal, e que a árvore (1) é associada a meios de aplicação de um esforço de impulsão sobre a face interna (21) da manga (2), segundo uma direcção oposta ao sector de arrefecimento do metal para a aplicação da manga (2) sobre a dita face circular (11) da árvore (1), com a interposição duma camada de fluido de arrefecimento, de maneira a constituir uma almofada fixa para a centragem da manga (2) sobre a árvore (1), o líquido de arrefecimento assegurando a lubrificação da dita almofada.
2. 2. Dispositivo de vazamento rotativo segundo a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de que o meio de aplicação dum esforço de impulsão sobre a manga (2) é constituído pelo menos por um patim (3) tendo uma face externa (31) cobrindo um sector circular de raio sensivelmente igual ao da face interna (21) da manga (2) e oposto à face circular (11) da árvore (1), e que o dito patim (3) é montado deslizante sobre a árvore (1) segundo uma direcção passando pelo eixo (x’x) e é associado pelo menos a um meio de impulsionamento tal como um macaco (34) tomando apoio dum lado sobre a árvore (1) e do outro sobre o patim (3) para empurrar este último do lado oposto à face circular (11) da árvore (1) sobre a qual é aplicada a manga (2), uma camada de fluido de 1 arrefecimento sendo interposta entre a face interna (22) da manga (2) e a face externa (31) do patim (3) que constitui assim uma almofada móvel, cooperando com a almofada fixa constituída pela face circular (11) da árvore fixa para a centragem da manga (2).
3. 3. Dispositivo de vazamento rotativo segundo a reivindicação 2, caracterizado pelo facto de que ele compreende meios de regulação do esforço exercido por cada macaco (34) sobre o patim (3) correspondente de maneira a determinar um esforço de aplicação da manga (2) sobre a árvore (1) susceptível de compensar a deformação da manga (2) devida às dilatações diferenciais entre a face interna (22) e a face externa (21) desta.
4. 4. Dispositivo de vazamento rotativo segundo a reivindicação 3, caracterizado pelo facto de que ele compreende pelo menos dois patins (3a, 3b) colocados um ao lado do outro sobre o comprimento da manga (2) e associados a meios separados (17a, 17b) de regulação individual do esforço de impulsão exercido por cada um dos patins (3a, 3b) sobre a parte correspondente da manga (2).
5. 5. Dispositivo de vazamento rotativo segundo uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo facto de que as duas faces de aplicação, respectivamente fixa (11) e móvel (31), formando as almofadas são munidas cada uma duma pluralidade de orifícios (5, 5’) repartidos sobre cada face (11) (31) e ligados, individualmente ou por grupos, a pelo menos um circuito (53) (53’) de alimentação de fluido sob pressão preparado no interior da árvore fixa (1).
6. 6. Dispositivo de vazamento rotativo segundo a reivindicação 5, caracterizado pelo facto de que as duas faces de aplicação formando uma almofada, respectivamente fixa (11) e móvel (31), são munidas cada uma de meios (6) de recuperação de fluido ligados a pelo menos um circuito de evacuação (63) preparado no interior da árvore fixa (1).
7. 7. Dispositivo de vazamento rotativo segundo a reivindicação 6, caracterizado pelo facto de que os meios (6) de recuperação de fluido compreendem uma pluralidade de orifícios (60, 60’) repartidos sobre a face de aplicação (11, 31) e ligados, individualmente ou por grupos, a pelo menos um circuito de evacuação (62, 63). 2
8. 8. Dispositivo de vazamento rotativo segundo uma das reivindicações 6 ou 7, caracterizado pelo facto de que os orifícios de alimentação de fluido (5) são dispostos em várias zonas repartidas sobre a largura da cavidade de vazamento e distribuídos de tal forma que a circulação do fluido entre cada orifício de alimentação (5) e os meios de recuperação (6) correspondentes, assegura o arrefecimento do produto vazado ao longo de toda a manga (2).
9. 9. Dispositivo de vazamento rotativo segundo a reivindicação 8, caracterizado pelo facto de que os orifícios de alimentação (5) de cada zona são ligados a um circuito de alimentação separado (53a, 53b) munido de meios de regulação individual da pressão e do débito de fluido injectado em cada zona.
10. 10. Dispositivo de vazamento rotativo segundo uma das reivindicações 6 a 9, caracterizado pelo facto de que os meios de recuperação preparados sobre cada face de aplicação (11, 31) formando uma almofada da manga (2) compreendem pelo menos uma ranhura (6) cobrindo pelo menos um sector da dita almofada e na qual desemboca pelo menos um orifício de evacuação (60) ligado por um canal (61) a uma conduta (63) de evacuação de fluido preparada no interior da árvore fixa (1)
11. 11. Dispositivo de vazamento rotativo segundo uma das reivindicações 2 a 10, caracterizado pelo facto de que a face circular (31) do patim (3) se estende axialmente sobre pelo menos um parte do comprimento da manga (2) e cobre um sector angular inferior a 180° e que a face circular (11) da árvore (1) cobre um sector angular complementar de maneira a formar, com a face circular (31) do patim (3), uma face cilíndrica cobrindo toda a circunferência sobre a qual é enfiada a manga (2).
12. 12. Dispositivo de vazamento rotativo segundo a reivindicação 11, caracterizado pelo facto de que a face de aplicação (11) da manga (2) é preparada sobre uma parte alargada (10) da árvore (1) e que esta é munida, do lado oposto ao metal vazado, dum recorte (12) no interior do qual é alojado pelo menos um patim (3) de aplicação da manga (2), cuja face externa (31) constitui a almofada móvel.
13. 13. Dispositivo de vazamento rotativo segundo a reivindicação 12, caracterizado pelo facto de que o recorte (12) preparado na árvore fixa (1) é limitado, no sentido axial por 3 dois apoios laterais (13, 13’) de manutenção do patim (3) e, no sentido radial, por uma face de apoio (15) na qual é preparada pelo menos uma parte saliente (14) que se enfia num alojamento (32) correspondente do patim, cada parte saliente (14) e o alojamento (32) correspondente constituindo meios de encaminhamento do patim segundo uma direcção radial, perpendicular ao eixo (x’x).
14. 14. Dispositivo de vazamento rotativo segundo a reivindicação 13, caracterizado pelo facto de que cada patim (3) é associado pelo menos a um macaco compreendendo um êmbolo (34) tomando apoio sobre a face de extremidade (15’) da parte saliente (14) e montado deslizante de modo estanque numa alisagem (35) preparada no fundo do alojamento (32) do patim (3).
15. 15. Dispositivo de vazamento rotativo segundo a reivindicação 14, caracterizado pelo facto de que cada patim (3) apresenta um perfil rectangular alongado e é associado a um único macaco, o êmbolo (34) e a alisagem (35) tendo uma secção oblonga com extremidades arredondadas de forma a cobrir a maior parte do fundo do alojamento (32) de secção rectangular.
16. 16. Dispositivo de vazamento rotativo segundo uma das reivindicações 14 e 15, caracterizado pelo facto de que o êmbolo (34) é constituído por uma placa independente tomando apoio sobre a face de extremidade (15’) da parte saliente (14)
17. 17. Dispositivo de vazamento rotativo segundo uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo facto de que a face de aplicação fixa (11) preparada sobre a árvore (1) do lado do vazamento apresenta um perfil não rigorosamente cilíndrico, susceptível de compensar a deformação previsível da manga (2) em serviço.
18. 18. Dispositivo de vazamento rotativo segundo uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo facto de que ele compreende órgãos acessórios (8) alojados no interior da árvore fixa, tais como meios de mistura do metal por efeito magnético ou ultra-sons.
19. 19. Dispositivo de vazamento rotativo segundo uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo facto de que a manga (2) é mantida axialmente, com possibilidade de folga radial, por dois apoios circulares (4, 4’) montados rotativos sobre a árvore fixa 4 (1), cada um por intermédio duma chumaceira (41, 42) e tendo cada um bordo externo circular de manutenção da extremidade lateral correspondente da parede (2), com interposição de pelo menos uma junta de estanquidade anelar (46) entre a dita extremidade lateral da parede (2) e a parte alargada (10) da árvore fixa (1).
20. 20. Dispositivo de vazamento rotativo segundo a reivindicação 19, caracterizado pelo facto de que pelo menos um dos apoios de extremidade (4) é solidário em rotação com a manga (2) por meios de acoplamento com folga (44, 23) permitindo as dilatações diferenciais, o dito apoio (4) estando ligado cinematicamente a um meio de comando de rotação (7) suportado pela árvore (1) para o accionamento em rotação da manga (2) em volta do seu eixo (x\ x)
21. 21. Dispositivo de vazamento rotativo segundo a reivindicação 19, caracterizado pelo facto de que uma junta de estanquidade anelar (45) é interposta entre o bordo externo de cada apoio (4, 4’) e o lado lateral correspondente da manga (2). Lisboa, 2 2 Mwn ?nnn Por USINOR e Thyssen Stahl Aktiengesellschaft

    Agente 0f!c:a; oo -'rocr eaaae .ndustrial Arco da Conceição, 3,1? - 1100 LiSBOA 5 RESUMO DISPOSITIVO ROTATIVO DE VAZAMENTO CONTÍNUO A invenção tem por objecto um dispositivo rotativo para a produção dum produto plano (P), compreendendo uma parede cilíndrica arrastada em rotação em torno dum núcleo fixo (1) e arrefecida por circulação de fluido, para a formação do produto plano (P) sobre um sector angular da parede (2). Segundo a invenção, a parede arrefecida sobre a qual é vazado o metal é constituída por um invólucro cilíndrico delgado formando uma manga (2) simplesmente enfiada, com possibilidade de deslizamento sobre uma face circular (11) do núcleo fixo que constitui a parte central duma árvore fixa (1) de manutenção e de centragem da dita manga (2), estando a árvore (1) associada a meios de impulsão permitindo aplicar a manga (2) sobre a dita face circular (11) da árvore (1), assegurando o fluido de arrefecimento a lubrificação da almofada assim constituída.