BR102017010487A2 - sistema de transmissão para converter movimento rotativo em linear por polia e correias dentadas - Google Patents

Abstract

sistema de transmissão para converter movimento rotativo em linear por polia e correias dentadas, por acoplamento de correia dentada fechada e correia dentada aberta ou cremalheira, compreendendo uma correia dentada fechada(60), acionada por motor, por meio de um eixo(120) e polia dentada central(10), motriz, fixada no referido eixo(120), e dita polia dentada central(10) estar posicionada num mesmo plano ortogonal, entre duas polias(80 e 90), para um lado e entre dois rolamentos (40 e 50) para o outro, disposta de modo que os dentes da referida correia dentada fechada(60) fiquem posicionados de topo apenas com a polia dentada central(10) e que o contato da correia dentada fechada(60) com a superfície das outras polias(80 e 90) e com a superfície dos outros rolamentos(40 e 50) se dá com a sua superfície oposta, lisa; e uma correia dentada aberta, ou cremalheira(70) estar disposta rente aos rolamentos(40 e 50), de modo que a correia dentada fechada(60) fique posicionada entre os rolamentos(40 e 50) e a cremalheira(70) e os dentes da referida cremalheira(70) fiquem voltados para os ditos rolamentos(40 e 50) que consequentemente ficarão de topo com os dentes da correia dentada fechada(60).

Description

SISTEMA DE TRANSMISSÃO PARA CONVERTER MOVIMENTO ROTATIVO EM LINEAR POR POLIA E CORREIAS DENTADAS

[001] O presente relatório descreve um sistema de transmissão, sem lubrificação, para converter movimento rotativo em linear, por acoplamento entre correias dentadas, uma fechada e outra aberta, com a opção de substituir a aberta por uma cremalheira para reduzir o atrito. Tem objetivo de possibilitar movimentos rápidos e precisos no acionamento de eixos lineares de equipamentos, como: máquinas de comando numérico computadorizado, manipuladores, plotters, robôs cartesianos industriais e etc.

[002] Em máquinas automáticas é necessário converter o movimento rotacional do motor em movimento de translação a fim de se executar posicionamentos e deslocamentos lineares com velocidade pré-determinada. Existem diversas soluções que atendem a esta conversão, porém com alguns inconvenientes: folgas excessivas, necessidade de lubrificação, perda acentuada de eficiência mecânica e paradas constantes para manutenção.

[003] A busca na literatura patentária apontou alguns documentos relevantes que serão descritos a seguir. Todos os documentos encontrados são referentes a transmissões por polia e correia dentada, porém sem uso de acoplamento entre correia dentada fechada e correia dentada aberta ou cremalheira e, não permitem, de maneira simplificada, a ampliação modular do deslocamento linear.

[004] Podemos citar o documento DE2910373 que revela uma unidade de conversão em que os dentes da engrenagem motora e correias tem perfil trapezoidal; a correia móvel é aberta e o seu acoplamento com a correia fixa aberta se dá em todo o curso, menos na região central do carro; os encostos da correia móvel não são girantes, causando atrito, gerando calor e diminuindo a vida útil da mesma.

[005] Outro documento é o US2002198074, em que os dentes das correias têm perfil quadrado e, apenas dois dentes, um em cada correia, fazem o contado para realizar a movimentação linear; além deste limitado acoplamento, há folga mecânica nas inversões de sentido do movimento.

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[006] Outro documento citado é o US2009301237 cujo os encostos da correia móvel são girantes, reduzindo com isso o atrito, porém a correia móvel é aberta, impossibilitando a ampliação modular do deslocamento linear.

[007] No documento US5690567 existem duas correias fechadas, o acoplamento correia e polia motriz é realizado por poucos dentes, podendo provocar folgas e desgaste excessivo da correia. Em uma das extremidades destas correias estão fixados os motores, impossibilitando assim, a ampliação modular do deslocamento linear. Além disso, são necessários dois motores para o referido acionamento o que torna onerosa a sua realização.

[008] No documento US4494025 também há dois motores, porém posicionado um em cada extremidade, para o acionamento de um fuso. Apesar da excelente resolução de posicionamento, esse mecanismo necessita de constante lubrificação.

[009] O mecanismo XY referente ao documento US4938087 usa muitos componentes (polias, correias dentadas fechadas, cremalheiras e molas) para minimizar as folgas mecânicas do movimento linear de saída. Além da dificuldade para fabricar este complexo mecanismo, o custo de aquisição de todos os componentes é elevado e há também necessidade de lubrificar os dois acoplamentos pinhão cremalheira.

[010] Nos documentos EP0160923 e DE2729019, o mecanismo interno de transmissão é similar a patente US2009301237, porém há uma correia fechada externa e uma polia em cada extremidade do curso que torna impossível a ampliação modular do deslocamento linear.

[011] Em ambos os documentos US5331862 e US8516913, o mecanismo de transmissão de movimento linear é via correia fechada interligando a polia motriz com as polias de cada extremidade do curso, o que torna impossível a ampliação modular do deslocamento linear.

[012] Na literatura pesquisada, não foram encontrados documentos antecipando ou sugerindo os ensinamentos do objeto do presente relatório, de forma que a solução aqui proposta atenda os requisitos de patenteabilidade doravante justificados.

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[013] O presente relatório descreve um sistema de transmissão para converter movimento rotativo em linear por acoplamento de correia dentada fechada e correia dentada aberta ou cremalheira. Na essência, essa configuração compreende duas correias dentadas, com a opção de correia dentada fechada e cremalheira, resultando numa série de vantagens, tais como: acionamento em altas velocidades sem a necessidade de lubrificação; folga minimizada com excelente precisão de posição, devido a maior quantidade de dentes acoplados; e a fácil ampliação do deslocamento linear por módulos de correias abertas ou por módulos de cremalheiras.

[014] As figuras, a seguir, a título de exemplo e ilustração, tornarão melhor a compreensão do objeto do presente relatório.

[015] A Figura 1 mostra, em vista frontal, de maneira esquemática, a solução de transmissão de movimento rotativo do motor para linear do carro proposta nesta invenção.

[016] A Figura 2 mostra, em perspectiva isométrica, de maneira esquemática, a solução de transmissão de movimento rotativo do motor para linear do carro proposta nesta invenção.

[017] A Figura 3 mostra a fotografia do sistema de transmissão rotativo para linear conforme descrito anteriormente.

[018] Conforme figuras ilustrativas, o sistema prevê uma correia dentada fechada(60), que é acionada por um motor, por meio de uma polia dentada central(10), motriz, que está rigidamente fixada ao seu eixo(120). Dita correia dentada fechada(60) está posicionada, num mesmo plano ortogonal, entre duas polias(80 e 90), para um lado e entre dois rolamentos (40 e 50) para o outro. As polias(80 e 90) são lisas e com abas, e são fixadas aos seus respectivos eixos(100 e 115), por meio de rolamentos(20 e 30), respectivamente, ou outro mecanismo compatível. Os rolamentos, (40) e (50), são fixos em seus respectivos eixos, (105) e (110). A correia dentada fechada(60) é disposta de modo que seus dentes fiquem posicionados de topo, apenas com a polia dentada central(10); o contato da correia dentada fechada(60) com a superfície das outras polias(80 e 90) e com a superfície dos outros rolamentos(40 e 50) se dá do lado oposto

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4/4 aos dentes, que é a superfície lisa, resultando numa disposição conforme ilustrada na figura 1.

[019] Uma correia dentada aberta fixa, ou cremalheira(70) deve estar disposta rente aos rolamentos(40 e 50), de modo que a correia dentada fechada(60) fique posicionada entre os rolamentos(40 e 50) e a cremalheira(70); os dentes da referida cremalheira(70) devem estar voltados para os ditos rolamentos(40 e 50) que consequentemente ficarão de topo com os dentes da correia dentada fechada(60).

[020] O conjunto polia(80), rolamento(20) e eixo(100) é móvel e sua função é esticar a correia dentada fechada(60), mantendo encaixe pleno dos dentes no acoplamento para que o movimento do sistema rotativo seja devidamente transmitido à cremalheira(70) ou correia dentada aberta. Este acoplamento deve ser preferivelmente por uma distância igual ou superior ao equivalente a dez dentes.

[021] Dito sistema possui disposição que prevê se a polia dentada central(10) for acionada no sentido horário a correia dentada fechada(60) irá deslocar-se para esquerda sobre a correia dentada aberta ou cremalheira(70), deslocando o carro(130) no mesmo sentido. E no caso da polia dentada central(10) girar no sentido anti-horário, a correia dentada fechada(60) irá deslocar-se para direita sobre a correia dentada aberta ou cremalheira(70), deslocando o carro(130) no mesmo sentido.

Claims (5)

1. “SISTEMA DE TRANSMISSÃO PARA CONVERTER MOVIMENTO ROTATIVO EM LINEAR POR POLIA E CORREIAS DENTADAS”, podendo ser correia dentada aberta ou cremalheira, caracterizado por uma correia dentada fechada(60), acionada por um motor, por meio de um eixo(120) e polia dentada central(10), motriz, fixada no referido eixo(120), e dita polia dentada central(10) estar posicionada num mesmo plano ortogonal, entre duas polias(80 e 90), para um lado e entre dois rolamentos (40 e 50) para o outro, disposta de modo que os dentes da referida correia dentada fechada(60) fiquem posicionados de topo apenas com a polia dentada central(10) e que o contato da correia dentada fechada(60) com a superfície das outras polias(80 e 90) e com a superfície dos outros rolamentos(40 e 50) se dá com a sua parte lisa; e uma correia dentada aberta, ou cremalheira(70) estar disposta rente aos rolamentos(40 e 50), de modo que a correia dentada fechada(60) fique posicionada entre os rolamentos(40 e 50) e a cremalheira(70) e os dentes da referida cremalheira(70) fiquem voltados para os ditos rolamentos(40 e 50) que consequentemente ficarão de topo com os dentes da correia dentada fechada(60).

2. “SISTEMA DE TRANSMISSÃO PARA CONVERTER MOVIMENTO ROTATIVO EM LINEAR POR POLIA E CORREIAS DENTADAS”, de acordo com reivindicação 1 caracterizado pelo fato das polias(80 e 90) serem lisas e com abas, e serem fixadas aos seus respectivos eixos(100 e 115), por meio de rolamentos(20 e 30), respectivamente, ou outro meio compatível.

3. “SISTEMA DE TRANSMISSÃO PARA CONVERTER MOVIMENTO ROTATIVO EM LINEAR POR POLIA E CORREIAS DENTADAS”, de acordo com reivindicação 1 caracterizado pela polia dentada central(10) possuir abas.

4. “SISTEMA DE TRANSMISSÃO PARA CONVERTER MOVIMENTO ROTATIVO EM LINEAR POR POLIA E CORREIAS DENTADAS”, de acordo com reivindicação 1 caracterizado pelo conjunto polia(80), rolamento(20) e

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2/2 eixo(100) ser móvel, de modo a esticar a correia dentada fechada(60) contra a correia dentada aberta ou cremalheira(70).

5. “SISTEMA DE TRANSMISSÃO PARA CONVERTER MOVIMENTO ROTATIVO EM LINEAR POR POLIA E CORREIAS DENTADAS”, de acordo com reivindicação 1 caracterizado pelo conjunto possuir mecanismo tensionador da correia dentada aberta(60).