A presente invenção, para uso da indústria de mineração e da indústria da construção civil, se refere a um equipamento e respectivo processo de funcionamento para realizar cortes em rochas, pavimentos ou pisos utilizando- se disco de corte rotativo que pode ser operado manualmente ou de forma automática.

Como rocha entende-se rochas metamórficas (como o mármore e a ardósia) ou rochas ígneas (como o granito) geralmente utilizadas como materiais de construção civil e extraídas de locais de mineração conhecidas como pedreiras. Define-se pavimento, segundo a NBR 7207/82, como estrutura construída após a terraplenagem, constituída de três camadas (revestimento, base e subleito), sendo o revestimento a mais superficial e o sub-leito a mais profunda. As funções do pavimento são resistir e distribuir ao sub-leito os esforços verticais produzidos pelo tráfego; melhorar as condições de rolamento quanto à comodidade e segurança; resistir aos esforços horizontais que nele atuam, tornando mais durável a superfície de rolamento. Define-se piso como revestimento de solo sobre o qual se caminha.

Este invento foi projetado para produzir cortes em superfícies sólidas, sem restringir, tais como rochas (metamórficas, ígneas), revestimento de pavimentos (asfalto, concreto, cimento, solo-cimento) e revestimento de pisos (cerâmicos, concreto, cimento, argamassa e rochas) para extração de placas destas superfícies.

No caso da indústria de mineração, a finalidade é de se obter placas ou blocos de diferentes dimensões para uso da indústria de construção civil ou de mobiliário. No caso da indústria da construção civil, a finalidade é a extração de placas do pavimento ou do piso para fins de manutenção ou de recuperação de uma ou mais camadas que os compõem.

O equipamento, objeto de proteção da presente patente, possui três unidades básicas: unidade de corte; unidade de sustentação e movimentação e unidade de controle. A unidade de corte é composta por uma serra de disco rotativo que possui sistema de variação de sua velocidade de rotação (adequada ao material a ser cortado) e sistema de variação de posicionamento no eixo vertical para controlar a profundidade de corte.

A unidade de sustentação e movimentação é composta por um chassi

(que apóia todas as estruturas do equipamento), por um sistema de tração por esteiras (para movimentação horizontal) e por um sistema de propulsão que pode ser selecionado para ser hidráulico ou elétrico, não restritivo.

A unidade de controle é composta pelo sistema de controle do corte - que pode acionar e variar a velocidade de rotação da serra de disco rotativo, assim como posicioná-la verticalmente para produzir uma determinada profundidade de corte - e pelo sistema de direcionamento do equipamento de corte, podendo acionar simultaneamente as esteiras do lado direito e do lado esquerdo do equipamento (para deslocamento em linha reta), acionar somente a esteira do lado esquerdo (para deslocar o equipamento para a direita) ou acionar somente a esteira do lado direito (para deslocar o equipamento para a esquerda). O sistema de direcionamento, desta forma descrita, pode proporcionar o corte de formas pré-programadas.

O fato do sistema de propulsão ser hidráulico ou elétrico, e por não depender da força de tração ou da ação do operador, faz com que a velocidade de deslocamento horizontal seja maior e que esta velocidade de avanço pode ser mantida de forma indefinida enquanto o sistema de propulsão estiver ativo. Esta característica, associada ao aumento da velocidade de rotação do disco de corte faz aumentar a velocidade com que as placas ou blocos sejam cortados. Além disso, o sistema de tração por esteira garante que a potência do sistema de propulsão seja convertida na força com que o disco de corte rotativo age na superfície a ser cortada.

Tal solução ainda não foi apresentada pelo estado da técnica conforme se pode verificar no resultado da busca realizada em bancos de patentes, em que nenhuma das patentes identificadas apresenta solução tecnológica que reúna em um único equipamento as características de velocidade de corte variável, com a possibilidade de se estabelecer a direção de corte, movimentando-se por meio de esteira com propulsão de um motor hidráulico em que se pode variar a velocidade de avanço e que pode ser operado de forma automática, ou por um operador, para a finalidade de cortar rochas ou camadas de pavimentos ou pisos utilizando disco rotativo de corte, formando a solução inovadora do equipamento que aqui se descreve.

Nas buscas realizadas nos bancos de patentes verificou-se a existência de patentes de equipamentos que realizam cortes em pavimentos utilizando-se discos rotativos. As patentes WO 03/025289, JP 2007092368 e JP 2006233624 possuem a característica de realizar cortes com velocidade variáveis, no entanto, apesar destas patentes também proporcionarem direção de corte, nenhuma delas é acionada por esteira ou por motor hidráulico e as patentes JP 2007092368 e JP 2006233624 não realizam as tarefas de forma automática, necessitando de um operador.

A patente CH 682509 possui acionamento de deslocamento horizontal por motor hidráulico, este deslocamento pode ocorrer com velocidade variável e as características do equipamento permitem o seu emprego para cortar rochas ou camadas de pavimentos ou pisos, porém esta patente não permite variar a velocidade de rotação do disco de corte, não é possível estabelecer diferentes direções de corte durante a operação, além de ser necessário um operador.

A patente US 6425638, por sua vez, pode ser operada de forma automática ou por meio de um operador, além de permitir o estabelecimento de uma direção de corte, ainda que limitada a uma única trajetória - circular - podendo os raios serem alterados. No entanto, o equipamento descrito por esta patente não permite variação da velocidade do disco de corte nem da velocidade de avanço, além de ter seu uso limitado a pavimento de estrada de rodagem.

Já as patentes EP 1867785, US 5595170 e US 5486136 apresentam a característica de permitir a definição da trajetória de corte. No entanto, os equipamentos descritos por essas patentes não se caracterizam por variar a velocidade de rotação do disco de corte, além de serem específicos para um determinado leito, como pavimento de rodagem, no caso das patentes EP 1867785 e US 5486136.

Em relação à automatização, a patente EP 1867785 descreve um equipamento de corte a ser montado em um veículo, e os equipamentos descritos pelas patentes US 5595170 e US 5486136 também necessitam de operadores para realizar suas tarefas.

A característica de prover à operação de corte um controle e possibilidade de variação da velocidade de avanço, definida aqui como velocidade de deslocamento horizontal, ainda pode ser encontrada nas patentes PI 9506443-5, MU 7901547-6, MU 7902002 e US 6401706. Porém, tais patentes não descrevem equipamentos com capacidade para variar a velocidade de rotação do disco de corte ou com possibilidade de estabelecer diferentes trajetórias de corte. O equipamento descrito pela patente 630721 permite a sua aplicação em cortes em rochas, pavimentos ou pisos, no entanto, como a patente US 2004/166774, sua operação não pode ser realizada de forma automática e a velocidade de rotação do disco de corte e a velocidade de deslocamento horizontal são fixas.

Todas as soluções oferecidas pelas tecnologias anteriormente mencionadas, disponíveis no estado da técnica, apresentam equipamentos que realizam cortes em rochas, pavimentos e pisos, utilizando discos rotativos que têm a velocidade variável ou não, montados em um chassi ou estrutura que permite mobilidade durante o corte, onde a velocidade de deslocamento horizontal pode ser variável ou não, e que podem realizar esta tarefa de forma automática ou depender de um operador.

No entanto, é importante notar que tais características, consideradas pelo estado da técnica como relevantes na concepção de equipamentos para realizar cortes em superfícies sólidas, não estão presentes em um único equipamento.

Por este motivo, a invenção que aqui se descreve tem o objetivo de reunir as características tecnológicas em um único equipamento para realizar cortes em rochas, pavimentos ou pisos utilizando disco de corte rotativo. Além disso, foi necessária a integração de diferentes tecnologias para compor esta solução inovadora.

Além do que a associação das características do presente invento traz dentre as suas vantagens o aumento da velocidade com que as placas ou blocos sejam cortados e possibilita que a potência do sistema de propulsão seja convertida em força com que o disco de corte rotativo age na superfície a ser cortada, garantida pelo sistema de tração por esteira.

O equipamento e respectivo processo de funcionamento a que se refere a presente invenção são compostos por uma unidade de corte, uma unidade de sustentação e movimentação, e uma unidade de controle.

A unidade de corte é composta por um disco de corte díamantado, com diâmetro típico de 110 cm acoplado em um eixo de diâmetro aproximadamente 70 mm. Esta unidade é responsável pela velocidade e pela profundidade do corte.

O sistema de acionamento do disco é composto por um motor elétrico que se conecta ao eixo do disco rotativo e que gera o seu movimento de rotação. A velocidade de rotação do disco de corte, gerada pelo motor elétrico, é mantida constante durante sua operação e pode ser modificada em função das características das superfícies a serem cortadas. O acionamento da rotação do disco de corte é realizado por um motor elétrico que está acoplado ao eixo do disco por meio de acoplamento direto, com ou sem redução, por caixa de transmissão, por engrenagens ou por correia, não restritivo. O sistema de acionamento do disco é dotado de um sistema que permite subir e descer o disco de corte, assim como deslocá-lo para trás ou para frente. O percurso vertical e o percurso horizontal do disco de corte podem ser realizados por uma alavanca acionada manualmente, ou manualmente de forma servo-assistida de maneira pneumática ou hidráulica, ou de forma automática, de acordo com uma programação no acionamento pneumático ou hidráulico, não restritivo.

Durante todo o tempo de funcionamento do disco de corte existe um sistema de jato de água para arrefecer as superfícies que entram em contato com o substrato a ser cortado, ao mesmo tempo que o jato de água remove as partículas que eventualmente ficaram aderidas ao disco de corte. A segurança de operação de corte, evitando que partículas, fragmentos e pedaços de substrato sejam arremessados contra o operador, ou outras partes do equipamento, foi contemplada ao cobrir parcialmente o disco de corte com uma superfície de grande resistência à abrasão e ao impacto, geralmente feita de metal. Esta superfície para a proteção possui forma de setor circular, com o seu centro de geração posicionado coincidente com o eixo do disco de corte e com raio de 5 a 15% maior do que o disco de corte. Estas superfícies, geralmente metálicas em forma de setor circular são posicionadas uma de cada lado do disco de corte, protegendo as suas faces mais externa e interna.

Para evitar que partículas, fragmentos e pedaços de material sejam arremessados radialmente para fora a partir do disco de corte em rotação, é posicionada uma superfície curva que, unida às superfícies em forma de setor circular em seus raios mais externos, realiza esta proteção.

O posicionamento do disco de corte na posição mais lateral do equipamento, podendo ser do lado direito ou esquerdo, faz com que o corte seja feito o mais próximo possível a paredes que, no caso específico de corte de pedras, maximize o aproveitamento de uma pedreira.

A unidade de sustentação e movimentação é composta pelo chassi e pelo trem de deslocamento horizontal. Esta unidade é responsável pela rigidez estrutural do conjunto, pela sustentação da unidade de corte e dos componentes do trem de deslocamento horizontal. A rigidez estrutural é obtida provendo-se as conexões mecânicas que eliminam ou limitam de forma acentuada a deformação da estrutura. A sustentação à unidade de corte é obtida engastando-se os apoios dos eixos do disco de corte e de seus acionamentos no chassi. O trem de deslocamento horizontal é estabelecido por um sistema de esteiras, podendo ser metálicas, poliméricas ou de borracha, com sistema de acionamento independente em cada lado, que pode ser elétrico, hidráulico ou pneumático, não restritivo. O deslocamento horizontal em linha reta é obtido acionando-se as esteiras dos dois lados com a mesma velocidade. A mudança de trajetória é realizada acionando-se de maneira diferenciada uma das esteiras: para mudanças de trajetória à esquerda deve- se aumentar a velocidade da esteira à direita e vice versa.

A unidade de controle é composta pelos painéis de controle do sistema hidráulico e do acionamento elétrico dos motores. O sistema hidráulico é responsável pela movimentação das esteiras e pela movimentação para frente e para trás, e para cima e para baixo do disco de corte. O painel do acionamento dos motores elétricos é responsável pela distribuição da energia eletrica para a movimentação do disco de corte, para a pressurização do sistema hidráulico que movimenta as esteiras e faz a movimentação vertical do disco de corte e pela bomba de água que alimenta o jato de água que incide no disco de corte.

Além disso, a unidade de controle é responsável pelo controle de velocidade e profundidade do corte, pela velocidade de deslocamento horizontal e pela trajetória do equipamento.

A velocidade do corte é determinada pela velocidade de rotação imposta ao motor ligado ou conectado ao disco de corte. A profundidade de corte é determinada pela ação da alavanca do acionamento vertical do disco deixando- o mais ou menos profundo em relação à superfície onde se realiza a operação. Estas ações estão centralizadas no painel de controle. A velocidade de deslocamento horizontal é imposta pela ação do operador que pressiona o comando do sistema hidráulico que, por sua vez, empurra o equipamento ou que aumenta ou diminui a velocidade do propulsor das esteiras, conforme o caso.

No caso de sistemas automatizados, a velocidade de deslocamento horizontal pode ser pré-programada. A trajetória do movimento do equipamento ou a trajetória do corte podem ser definidas pelo operador em sua ação de pressionar o comando do sistema hidráulico do acionamento das esteiras de forma igual para as esteiras da direita e da esquerda para uma trajetória retilínea ou, para girar o equipamento para a esquerda ou para a direita, posicionando-o em qualquer ângulo em relação à trajetória original, o operador (ou o sistema automatizado) deve ativar o comando do sistema hidráulico do acionamento das esteiras de forma diferente entre o lado esquerdo e o direito, dependendo do giro ou da trajetória desejada. Desta forma, para uma trajetória retilínea o sistema hidráulico do acionamento impõe às esteiras velocidades iguais. Para movimentação à esquerda, o sistema hidráulico de acionamento impõe à esteira da direita velocidade maior do que da esteira da esquerda. Para o giro à esquerda, basta que a esteira do lado esquerdo esteja com velocidade nula e que a esteira do lado direito seja acionada e que se desloque para realizar o giro. Para movimentação à direita, o sistema hidráulico de acionamento impõe à esteira da esquerda velocidade maior do que da esteira da direita. Para o giro à direita basta que a esteira do lado direito esteja com velocidade nula e que a esteira do lado esquerdo seja acionada e que se desloque para realizar o giro.

No caso de sistema automatizado com esteiras é necessária somente a programação dos acionadores.

A invenção descrita é adicionalmente compreendida pelas figuras anexas onde:

A FIGURA 1 representa uma vista em perspectiva do equipamento de corte mostrando o disco de corte (1 ), a estrutura de proteção do disco (2), o motor elétrico para acionamento do disco (3) e as alavancas de controle do equipamento (4).

A FIGURA 2 representa outra vista em perspectiva onde se pode ver a estrutura de proteção do sistema de transmissão de potência mecânica do motor elétrico ao eixo do disco de corte (5), as esteiras para movimentação do equipamento (6), o sistema de acionamento hidráulico das esteiras e do posicionamento horizontal e vertical do disco de corte, os motores elétricos que acionam as bombas do sistema hidráulico (8) e o quadro elétrico que distribui a energia para os motores elétricos (9).

A FIGURA 3 representa a vista lateral do equipamento onde se pode ver a estrutura que sustenta o acionamento do disco de corte e que permite a movimentação, por meio do sistema hidráulico, para frente e para trás, e para cima e para baixo, permitindo impor a profundidade de corte.