(11) Número de Publicação: PT 106429 (51) Classificação Internacional: B27L 7/00 (2006) (12) FASCÍCULO DE PATENTE DE INVENÇÃO (22) Data de pedido: 2012.07.02 (30) Prioridade(s): (43) Data de publicação do pedido: 2014.01.02 (73) Titular(es): AFONSO O. COSTA - FÁBRICA DE MÁQUINAS AGRÍCOLAS E FLORESTAIS, LDA. RUA POETA CAVADOR, Nº 16 3780-476 MOITA AND PT (72) Inventor(es): ANTÓNIO MOREIRA COSTA PT (74) Mandatário: (54) Epígrafe: RACHADOR DE LENHA COM DOIS MODOS DE TRABALHO. (57) Resumo: A INVENÇÃO REFERE-SE A UMA SOLUÇÃO QUE AUMENTA A VERSATILIDADE DOS RACHADORES DE LENHA HIDRÁULICOS. A INVENÇÃO CONSISTE NUM DISPOSITIVO DO TIPO FERRAMENTA E PORTA-FERRAMENTA QUE PERMITE QUE O MESMO RACHADOR DE LENHA POSSA SER UTILIZADO EM DOIS MODOS DE TRABALHO DISTINTOS, ATÉ AGORA NUNCA CONJUGADOS NUMA MÁQUINA. NUM PRIMEIRO MODO A LÂMINA É MOVIMENTADA PELO CILINDRO HIDRÁULICO DE ENCONTRO AO BATENTE, QUE ESTÁ FIXO, E NO SEGUNDO MODO UM BATENTE É MOVIMENTADO POR UM CILINDRO HIDRÁULICO DE ENCONTRO A UMA LÂMINA ESTACIONÁRIA. O DISPOSITIVO TANTO PODE CONSISTIR NUM CONJUNTO DE FERRAMENTAS, SENDO PELO MENOS UMA UM BATENTE E AS RESTANTES LÂMINAS, QUE ENCAIXAM ALTERNADAMENTE EM PORTA-FERRAMENTAS NA PARTE MÓVEL E NA PARTE FIXA DO RACHADOR, COMO PODE CONSISTIR NUMA FERRAMENTA APENAS, EM FORMA DE BATENTE (9), QUE TANTO PODE SER ENCAIXADA NUM PORTA-FERRAMENTAS MÓVEL (6) COMO NUM PORTAFERRAMENTAS FIXO (8), AMBOS EM FORMA DE LÂMINA.
RESUMO Rachador de lenha com dois modos de trabalho A invenção refere-se a uma solução que aumenta a versatilidade dos rachadores de lenha hidráulicos. A invenção consiste num dispositivo do tipo ferramenta e porta-ferramenta que permite que o mesmo rachador de lenha possa ser utilizado em dois modos de trabalho distintos, até agora nunca conjugados numa máquina. Num primeiro modo a lâmina é movimentada pelo cilindro hidráulico de encontro ao batente, que está fixo, e no segundo modo um batente é movimentado por um cilindro hidráulico de encontro a uma lâmina estacionária. O dispositivo tanto pode consistir num conjunto de ferramentas, sendo pelo menos uma um batente e as restantes lâminas, que encaixam alternadamente em porta-ferramentas na parte móvel e na parte fixa do rachador, como pode consistir numa ferramenta apenas, em forma de batente (9), que tanto pode ser encaixada num porta-ferramentas móvel (6) como num portaferramentas fixo (8), ambos em forma de lâmina.
DESCRIÇÃO 1/9 Rachador de lenha com dois modos de trabalho Domínio técnico da invenção A invenção refere-se a uma solução que aumenta a versatilidade dos rachadores de lenha hidráulicos. A técnica anterior Os rachadores de lenha hidráulicos são máquinas com um princípio de funcionamento relativamente simples no qual um cilindro hidráulico cria um movimento relativo entre uma lâmina e um batente, obrigando um pedaço de madeira a passar através da lâmina, simples ou múltipla, dividindo-o assim em dois ou mais pedaços, respetivamente. A força que permite rachar a lenha resulta da pressão de um fluido, geralmente óleo, que é direcionado alternadamente para as câmaras positiva e negativa do cilindro, provocando respetivamente a sua extensão e recolha. A pressão do fluido é obtida por meio de uma ou várias bombas acionadas manualmente, por um motor elétrico ou por um motor de combustão interna (dedicado ao rachador ou parte de uma máquina móvel como, por exemplo, um trator). As primeiras patentes relativas a rachadores de lenha remontam ao início do século XX. Na patente US1020072, publicada em 1912, Barnhart refere-se pela primeira vez à utilização de um cilindro de pressão num rachador, com uma lâmina fixa na extremidade da haste. A camisa do cilindro é fixa à estrutura principal e o movimento da haste é controlado direcionando o fluido, sob pressão, para cada uma das câmaras por meio de uma válvula de comando manual por alavanca. Este princípio básico de funcionamento permaneceu inalterado até hoje. Nesta patente uma lâmina é móvel com o cilindro, e um batente está fixo na direção da extensão do cilindro (modo I). Quando o cilindro se estende a lâmina é empurrada através da madeira, dividindo-a em dois pedaços, que após o recuo do cilindro permanecem na zona de corte. Na patente US4066110 Sarno descreve um rachador hidráulico com uma lâmina fixa, no qual o movimento do cilindro desloca um batente (modo II). Neste segundo modo de trabalho a extensão do
2/9 cilindro empurra um pedaço de madeira através da lâmina que está fixa. A madeira rachada sai no fim do corte pelo lado oposto da lâmina deixando a zona de corte livre para receber nova madeira para rachar. Com o objectivo de aumentar a produtividade dos rachadores de lenha algumas variantes deste dois modos básicos de funcionamento foram sugeridos em várias patentes. Por exemplo em US4351377, US4366848, US4423759, CA1177364, CA1219789 e WO2009143790 são descritos rachadores nos quais em vez de uma lâmina ser deslocada de encontro a um batente ou um batente ser deslocado de encontro a uma lâmina, existem dois batentes fixos em oposição e uma lâmina dupla trabalha entre os dois. Deste modo consegue-se rachar lenha tanto no movimento de extensão como no de recolha do cilindro (ou nos dois sentidos de rotação de um motor quando o movimento da lâmina é conseguido por meio de um sem-fim). Este tipo de solução obteve pouca receptividade do mercado em parte porque na prática não aumenta realmente a produtividade devido à necessidade de retirar a madeira rachada de cada zona de corte. Uma solução comum para aumentar a produtividade é o uso de lâminas com múltiplas arestas de corte que permitem num só movimento rachar um pedaço de madeira em 4, 6, 8 ou mais pedaços. Esta solução necessita de um cilindro com mais força, mas estando ela disponível a produtividade é aumentada substancialmente. Um exemplo deste tipo de lâminas é descrito em US1189999. Não obstante o desenvolvimento de outras alterações com o objectivo de aumentar a produtividade, actualmente a geometria predominante nos rachadores hidráulicos de lenha a nível mundial é a do modo II, ou seja, aquela na qual a madeira é empurrada por um batente solidário com a extremidade móvel do cilindro hidráulico (a haste) de encontro a uma lâmina, simples ou múltipla, fixa à estrutura do rachador. Esta solução como já referido permite uma grande produtividade uma vez que no fim de cada corte a zona onde se coloca a madeira (entre o batente e a lâmina) está livre, podendo colocar-se de imediato outro pedaço de madeira. No entanto em alguns casos, como no de madeiras de grandes dimensões para o rachador em causa ou muito irregulares como os
3/9 cepos, é necessário fazer vários cortes consecutivos. Nestes casos o modo de trabalho II torna-se menos produtivo porque é necessário recolocar os pedaços de madeira rachados na zona de corte. Havendo a necessidade de múltiplos cortes, a maior produtividade consegue-se com um rachador que trabalhe no modo I, ou seja, no qual o batente está fixo à estrutura e é a lâmina que é móvel com a haste do cilindro. Neste tipo de rachadores a madeira, após cada corte, permanece da zona de corte, sendo necessário apenas um pequeno realinhamento com a lâmina para fazer o(s) corte(s) seguinte(s), até atingir as dimensões pretendidas. Este é o tipo de rachador mais comum em Portugal mas pouco usado no resto do mundo. Descrição das figuras Fig. 1 Rachador com dois porta-ferramentas neutros Nesta figura representa-se um rachador com dois portaferramentas de formato semelhante. O formato dos portaferramentas não lhes confere qualquer função direta no corte (de lâmina ou batente) mas servem de encaixe às ferramentas que executam essas funções. (1) Porta-ferramentas móvel, que se desloca solidário com a haste do cilindro (2) Porta-ferramentas fixo, solidário com a estrutura do rachador Fig. 2 Ferramenta em forma de lâmina simples para portaferramentas Nesta figura representa-se uma possível geometria para uma ferramenta em forma de lâmina de um gume que tanto pode encaixar no porta-ferramentas móvel (1) como no porta-ferramentas fixo (2). (3) Ferramenta em forma de lâmina simples para portaferramentas Fig. 3 Ferramenta em forma de lâmina múltipla para portaferramentas Nesta figura representa-se uma possível geometria para uma ferramenta em forma de lâmina múltipla que tanto pode encaixar no porta-ferramentas móvel (1) como no porta-ferramentas fixo (2).
4/9 (4) Ferramenta em forma de lâmina múltipla para portaferramentas Fig. 4 Ferramenta em forma de batente para porta-ferramentas Nesta figura representa-se uma possível geometria para uma ferramenta em forma de batente (5) que tanto pode encaixar no porta-ferramentas móvel (1) como no porta-ferramentas fixo (2). (5) Ferramenta em forma de batente para porta-ferramentas Fig. 5 Modo de trabalho II com lâmina fixa simples Nesta figura representa-se uma das configurações para o rachador com porta-ferramentas neutros, para trabalhar no modo II. A ferramenta em forma de batente (5) é colocada no portaferramentas móvel (1) e uma ferramenta em forma de lâmina simples (3) é colocada no porta-ferramentas fixo (2). Nesta configuração a madeira é empurrada através da ferramenta em forma de lâmina simples (3) e a zona de corte fica livre quando a ferramenta em forma de batente recua. Esta configuração é indicada para madeira regular e sistemas hidráulicos (cilindro e pressão do fluido) de pequena e média dimensão. (1) Porta-ferramentas móvel, que se desloca solidário com a haste do cilindro (2) Porta-ferramentas fixo, solidário com a estrutura do rachador (3) Ferramenta em forma de lâmina simples para portaferramentas (5) Ferramenta em forma de batente para porta-ferramentas Fig. 6 Modo de trabalho II com lâmina fixa múltipla Nesta figura representa-se uma das configurações para o rachador com porta-ferramentas neutros, para trabalhar no modo II. A ferramenta em forma de batente (5) é colocada no portaferramentas móvel (1) e uma ferramenta em forma de lâmina múltipla (4) é colocada no porta-ferramentas fixo (2). Nesta configuração a madeira é empurrada através da ferramenta em forma de lâmina múltipla (4) e a zona de corte fica livre quando o batente recua. Esta configuração é indicada para madeira regular
5/9 e sistemas hidráulicos (cilindro e pressão do fluido) de média e grande dimensão pois o aumento do número de arestas de corte aumenta a força necessária. (1) Porta-ferramentas móvel, que se desloca solidário com a haste do cilindro (2) Porta-ferramentas fixo, solidário com a estrutura do rachador (4) Ferramenta em forma de lâmina múltipla para portaferramentas (5) Ferramenta em forma de batente para porta-ferramentas Fig. 7 Modo de trabalho I Nesta figura representa-se uma das configurações para o rachador com porta-ferramentas neutros, para trabalhar no modo I. A ferramenta em forma de batente (5) é colocada no portaferramentas fixo (2) e uma ferramenta em forma de lâmina simples (3) é colocada no porta-ferramentas móvel (1). Nesta configuração a ferramenta em forma de lâmina simples (3) é empurrada pelo cilindro através da madeira que é mantida na zona de corte pela ferramenta em forma de batente (5). Esta configuração é indicada para madeira irregular ou de grandes dimensões que necessita de vários cortes consecutivos para atingir as dimensões desejadas. (1) Porta-ferramentas móvel, que se desloca solidário com a haste do cilindro (2) Porta-ferramentas fixo, solidário com a estrutura do rachador (3) Ferramenta em forma de lâmina simples para portaferramentas (5) Ferramenta em forma de batente para porta-ferramentas Fig. 8 Rachador com dois porta-ferramentas em forma de lâmina simples Nesta figura representa-se um rachador com dois portaferramentas (6)(7) em forma de lâmina. O formato dos portaferramentas é semelhante o suficiente para que a mesma ferramenta possa encaixar em ambos alternadamente. (6) Porta-ferramentas móvel em forma de lâmina simples, que se desloca solidário com a haste do cilindro (7) Porta-ferramentas fixo em forma de lâmina simples, solidário com a estrutura do rachador
6/9 Fig. 9 Rachador com um porta-ferramentas em forma de lâmina simples e outro em forma de lâmina múltipla Nesta figura representa-se um rachador tipo com dois portaferramentas (6)(8) em forma de lâmina, uma delas múltipla. Apesar da diferente geometria, os porta-ferramentas são semelhantes o suficiente para que a mesma ferramenta possa encaixar em ambos alternadamente. É também representada uma possível geometria para uma ferramenta em forma de batente (9) que tanto pode encaixar no porta-ferramentas móvel em forma de lâmina simples (6) como no porta-ferramentas fixo em forma de lâmina múltipla (8). (6) Porta-ferramentas móvel em forma de lâmina simples, que se desloca solidário com a haste do cilindro (8) Porta-ferramentas fixo em forma de lâmina múltipla, solidário com a estrutura do rachador (9) Ferramenta em forma de batente para porta-ferramentas em forma de lâmina Fig. 10 Ferramenta em forma de batente para porta-ferramentas em forma de lâmina Nesta figura representa-se uma possível geometria para um batente que tanto pode encaixar no porta-ferramentas móvel em forma de lâmina simples (6) como nos porta-ferramentas fixos em forma de lâmina (7)(8). (9) Ferramenta em forma de batente para porta-ferramentas em forma de lâmina Fig. 11 Modo de trabalho II com lâmina fixa múltipla Nesta figura representa-se uma das configurações para o rachador com porta-ferramentas em forma de lâmina, para trabalhar no modo II. A ferramenta em forma de batente (9) é colocada no porta-ferramentas móvel em forma de lâmina simples (6). Nesta configuração a madeira é empurrada através do porta-ferramentas fixo em forma de lâmina múltipla (8) e a zona de corte fica livre quando o batente recua. Esta configuração é indicada para madeira regular e sistemas hidráulicos (cilindro e pressão do fluido) de média e grande dimensão pois o aumento do número de arestas de corte aumenta a força necessária. (6) Porta-ferramentas móvel em forma de lâmina simples, que se desloca solidário com a haste do cilindro
7/9 (8) Porta-ferramentas fixo em forma de lâmina múltipla, solidário com a estrutura do rachador (9) Ferramenta em forma de batente para porta-ferramentas em forma de lâmina Fig. 12 Modo de trabalho I com lâmina móvel Nesta figura representa-se uma das configurações para o rachador com porta-ferramentas em forma de lâmina, para trabalhar no modo I. A ferramenta em forma de batente (9) é colocada no porta-ferramentas fixo em forma de lâmina múltipla (8). Nesta configuração o porta-ferramentas móvel em forma de lâmina simples (6) é empurrado pelo cilindro através da madeira que é mantida na zona de corte pela ferramenta em forma de batente (9). Esta configuração é indicada para madeira irregular ou de grandes dimensões que necessita de vários cortes consecutivos para atingir as dimensões desejadas. (6) Porta-ferramentas móvel em forma de lâmina simples, que se desloca solidário com a haste do cilindro (8) Porta-ferramentas fixo em forma de lâmina múltipla, solidário com a estrutura do rachador (9) Ferramenta em forma de batente para porta-ferramentas em forma de lâmina Descrição pormenorizada da invenção Com esta invenção pretende-se conjugar num só rachador os modos de trabalho I e II referidos, criando assim uma máquina versátil com a qual se consegue a maior produtividade possível, tanto com madeiras regulares de pequena e média dimensão como com madeiras muito irregulares ou de grandes dimensões. Esta conjugação não foi até a esta data patenteada nem colocada em prática por nenhum fabricante. Para conseguir este objectivo de versatilidade o dispositivo de que é objeto esta patente recorre a uma solução de ferramenta e porta-ferramenta, na qual tanto a peça móvel com a haste do cilindro hidráulico como a peça fixa à estrutura, na direção do qual se estende esse cilindro, passam a ser suportes para ferramentas, ou seja, porta-ferramentas (1)(2). Estes portaferramentas deverão ter uma geometria semelhante o suficiente para que a mesma ferramenta possa encaixar alternadamente em cada um deles.
8/9 A função de lâmina, simples ou múltipla, e a função de batente passam a ser desempenhadas por ferramentas facilmente amovíveis (3)(4)(5) que tanto podem ser colocadas no portaferramentas móvel (1) como no fixo (2). Assim, quando se pretender rachar madeira regular de pequena e média dimensão coloca-se a ferramenta em forma de batente (5) no porta-ferramentas móvel (1) e a ferramenta em forma de lâmina (3)(4) no porta-ferramentas fixo (2), ficando o rachador a trabalhar no modo II (Fig.5 e 6). Quando se pretender rachar madeira irregular ou de grandes dimensões invertem-se as ferramentas, colocando a ferramenta em forma de batente (5) no porta-ferramentas fixo (2) e a ferramenta em forma de lâmina (3)(4) no porta-ferramentas móvel (1), ficando o rachador a trabalhar no modo I (Fig.7). Podem existir várias ferramentas em forma de lâmina, com uma ou múltiplas arestas de corte que podem ser usadas alternadamente conforme a dimensão da madeira a rachar. Esta solução permite assim transformar um rachador de lâmina fixa (modo II) num de lâmina móvel (modo I) apenas com a troca de posição de duas peças facilmente amovíveis. A solução pode ser ainda mais simplificada, conseguindo-se o mesmo objectivo com a troca de apenas uma peça. Numa versão simplificada desta solução, as peças porta-ferramentas podem elas próprias ter o formato de lâmina, podendo de igual modo ter uma ou várias arestas de corte. Nesta versão passa a ser necessária apenas uma ferramenta com formato de batente (9), com os encaixes adequados para poder ser colocada em qualquer um dos portaferramentas em forma de lâmina (6)(7)(8). Assim, quando se pretender rachar madeira regular de pequena e média dimensão coloca-se a ferramenta em forma de batente (9) no porta-ferramentas móvel em forma de lâmina (6), trabalhando de encontro ao porta-ferramentas fixo em forma de lâmina (7 ou 8), ficando o rachador de lenha a trabalhar no modo II (Fig.11). Quando se pretender rachar madeira irregular ou de grandes dimensões coloca-se a ferramenta em forma de batente (9) no porta-ferramentas fixo em forma de lâmina (7 ou 8). O portaferramentas móvel em forma de lâmina (6) trabalha assim de encontro à ferramenta em forma de batente (9), ficando o rachador de lenha a trabalhar no modo I (Fig.12). Existem já no mercado rachadores com lâminas fixas substituíveis, nos quais se pode optar por uma lâmina com um gume ou outra(s) com vários gumes. Porém, nos modelos existentes essas lâminas só podem ser colocadas no lado fixo do rachador, mantendo sempre o modo de trabalho II no qual o batente é móvel e a lâmina é fixa.
9/9 Todas as peças descritas são de fácil fabrico por construção soldada, sendo as suas dimensões função da dimensão do rachador e da força máxima que o cilindro possa exercer. A ligação das ferramentas aos porta-ferramentas pode ser feita por simples encaixe ou ser auxiliada por uma ligação aparafusada, por meio de cavilha(s) ou outros métodos comuns em metalomecânica. 16 de Outubro de 2012
REIVINDICAÇÕES Rachador de lenha com dois modos de trabalho 1ª Rachador de lenha com dois modos de trabalho caracterizado por incluir uma ou mais peças amovíveis (ferramentas), tendo pelo menos uma ferramenta a forma de batente (5)(9) e as restantes ferramentas a forma de lâmina (3)(4), e duas peças portaferramentas, uma (1) colocada na extremidade móvel de um cilindro hidráulico e outra (2) na estrutura do rachador, na direção da extensão do cilindro hidráulico, nas quais as ferramentas podem ser encaixadas alternadamente. 2ª Rachador de lenha com dois modos de trabalho de acordo com a reivindicação nº1, caracterizado por as ferramentas em forma de lâmina poderem ter uma ou várias arestas de corte. 3ª Rachador de lenha com dois modos de trabalho de acordo com as reivindicações nº1 e nº2, caracterizado por as duas peças portaferramentas (6)(7)(8) poderem ter forma de lâmina, com uma ou várias arestas de corte. 16 de Outubro de 2012
1/6 2 1 FIG. 1 3 FIG. 2
4 2/6 FIG. 3 5 FIG. 4
1 5 3 2 3/6 FIG. 5 1 5 4 2 FIG. 6 1 3 5 2 FIG. 7
4/6 7 6 FIG. 8 9 6 8 FIG. 9
9 5/6 FIG. 10 8 6 9 FIG. 11
6/6 9 8 6 FIG. 12
Relatório de Pesquisa de Portugal Ref. do pedido: 106429 CLASSIFICAÇÃO DA MATÉRIA B27L7/00 De acordo com a Classificação Internacional de Patentes DOCUMENTAÇÃO E BASES DE DADOS ELETRÓNICAS PESQUISADAS EPODOC; SI-INPI. DOMÍNIOS TÉCNICOS PESQUISADOS B27L7/00 De acordo com a Classificação Internacional de Patentes DOCUMENTOS CONSIDERADOS RELEVANTES Categoria* Citação do documento, com indicação, sempre que apropriado, das passagens relevantes Relevante para a reivindicação X US2007000575 A1 (PARADISE ANTHONY [US]); 2007-01-04; Resumo; Descrição (parágrafos [0039] a [0046]); Reivindicações; Fig. 1 e Fig. 9. 1 3 A CN202200362 U (JIASHAN SUPERPOWER TOOLS CO LTD [CN]); 2012-04-25; Resumo disponível no Espacenet. 1 3 A CN201559240 U (ZHENFA YAO [CN]); 2010-08-25; Resumo disponível no Espacenet. ------------------------------------------------- 1 3 * Categorias dos documentos citados: A Estado da técnica; X Documento de particular relevância quando considerado isoladamente; Y Documento de particular relevância quando combinado com um ou mais deste tipo de documentos; E Pedido de patente anterior publicado na mesma data ou em data posterior à do pedido; L Documento citado por qualquer outra razão; Data do termo da pesquisa 2013.03.11 Data de elaboração do Relatório de Pesquisa 2013.03.11 T & P D O Princípio ou teoria subjacente à invenção; Documento membro da mesma família de documentos de patente; Documento publicado antes da data de pedido mas depois da data de prioridade; Documento citado no pedido; Documento que se refere a uma divulgação oral, uso, exibição ou qualquer outro meio. Técnico examinador: Tiago Leitão Telefone: +351 218 818 100 INPI, Campo das Cebolas, 1149-035 LISBOA Fax: 21 886 98 59 Assinatura Nota: Esta pesquisa refere-se aos elementos apresentados até à data da elaboração deste relatório de pesquisa. Quaisquer elementos que possam ter sido entregues posteriormente a esta data, não foram objeto de apreciação técnica. M0589.02 1/2
Anexo ao Relatório de Pesquisa de Portugal Informação sobre os membros da família de documentos de patente Ref. do pedido: 106429 Documento de patente citado no relatório Data de publicação Membro(s) da família Data de publicação US2007000575 A1 2007-01-04 US 7334615 B2 2008-02-26 ---- ----- US 2007000975 A1 2007-01-04 ----- ----- US7446279 B2 2008-11-04 CN202200362 U 2012-04-25 ---- ----- CN201559240 U 2010-08-25 ---- ----- ---------------------------- ------------------ --------------------------------------- ------------------ M0589.02 2/2