BR102018014531A2

BR102018014531A2 - Atuador eletro-hidrostático, e, método para controlar e amortecer um atuador hidráulico

Info

Publication number: BR102018014531A2
Application number: BR102018014531-2A
Authority: BR
Inventors: M. Emmanuel Lesage; Jean-Michel Perrochat
Original assignee: Goodrich Actuation Systems Sas
Priority date: 2017-07-17
Filing date: 2018-07-17
Publication date: 2019-03-26
Also published as: US20190017501A1; EP3431758A1; EP3431758B1; CA3010655A1; US10539131B2

Abstract

é fornecido um atuador eletro-hidrostático compreendendo uma bomba hidráulica acionada por um motor elétrico para fornecer fluido hidráulico a um atuador hidráulico, compreendendo a bomba uma entrada e uma saída para o fluido hidráulico e um caminho de fluxo ativo configurado de tal modo que, em um modo de funcionamento ativo, quando a bomba for acionada pelo motor elétrico, o fluido hidráulico seja aspirado ativamente pela entrada e expelido pela saída. a bomba compreende ainda um caminho de fluxo de bypass configurado para abrir entre a entrada e a saída de tal modo que, em um modo de funcionamento de amortecimento, quando a bomba não for acionada pelo motor eléctrico, o fluido hidráulico será capaz de passar através da bomba ao longo do caminho de fluxo secundário entre a entrada e a saída. a bomba hidráulica é uma bomba de pistão rotativo que compreende um tambor de bomba acionado para girar por um eixo do motor. o caminho de fluxo de bypass compreende um ou mais orifícios de bypass numa placa de orifício de bypass que está posicionada na base do tambor da bomba e acionada para girar pelo eixo do motor. no modo de funcionamento de amortecimento, o tambor da bomba e a placa de orifício de bypass são configurados para se separarem de forma axial para formar o caminho do fluxo de bypass através de uma lacuna entre o tambor da bomba e a placa de orifício de bypass criada pela separação do tambor da bomba e da placa de orifício de bypass.

Description

“ATUADOR ELETRO-HIDROSTÁTICO, E, MÉTODO PARA CONTROLAR E AMORTECER UM ATUADOR HIDRÁULICO” CAMPO DA INVENÇÃO [001] A presente invenção refere-se a atuadores eletro-hidrostáticos e, em particular, àqueles que compreendem uma montagem de bomba motorizada acionada eletricamente para gerar pressão e controle de fluxo para o atuador hidráulico.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO [002] Um atuador eletro-hidrostático (“EHA”) é um atuador autônomo operado e controlado por sua própria montagem de bomba motorizada acionada eletricamente, eliminando assim a necessidade de uma bomba hidráulica separada. Em aplicações aeroespaciais, os EHAs são tipicamente um dispositivo fly-by-wire (“fly-by-wire” - FBW) que é operado pelos componentes eletrônicos de controle. O atuador hidráulico de uma EHA pode ser usado para mover superfícies aerodinâmicas, como uma aba na asa de uma aeronave. Os EHAs podem substituir os sistemas de atuadores hidráulicos convencionais em uma aeronave para várias operações, incluindo, por exemplo, retração/extensão do trem de pouso, direção, frenagem e controle de fluido.

[003] Especialmente, quando os EHAs são usados para controlar os componentes de operação da aeronave, é importante fornecer redundância no caso de falha na geração de energia elétrica ou falha dos componentes eletrônicos no caminho de controle. Foi proposto anteriormente, por exemplo, como visto no documento US 2013/0067898, que um EHA inclua um circuito hidráulico à prova de falhas que inclua caminhos de óleo hidráulico adicionais, permitindo a comunicação entre as câmaras de macaco mecânico do atuador hidráulico e uma válvula de “modo” solenoide que pode ser comutada para conectar os caminhos adicionais do óleo hidráulico e permitir um fluxo de bypass do óleo hidráulico fora da bomba hidráulica acionada

Petição 870180061424, de 17/07/2018, pág. 7/30 / 14 eletricamente, por exemplo, em um estado de emergência de perda de energia. Em tal estado de emergência, o atuador hidráulico ainda é capaz de fornecer uma força de amortecimento à sua superfície aerodinâmica. Este efeito de amortecimento é ligado ou desligado pela válvula solenoide adicional no circuito hidráulico.

[004] Desenvolvimentos anteriores neste campo incluíram sistemas configurados para abrir um caminho de fluxo de bypass através da bomba hidráulica quando a bomba não for acionada pelo motor elétrico em um modo de funcionamento de amortecimento. Ao abrir um caminho de fluxo de bypass dentro da bomba, o modo de funcionamento de amortecimento é integrado à bomba, em vez de exigir uma válvula de “modo” de solenoide adicional no circuito hidráulico entre a bomba e o atuador.

[005] A presente divulgação procura fornecer melhorias nos arranjos que envolvem a incorporação de um caminho de fluxo de bypass através da bomba de um atuador eletro-hidrostático

SUMÁRIO [006] Em um aspecto, a invenção fornece um atuador eletrostático hidrostático compreendendo:

uma bomba hidráulica acionada por um motor elétrico para fornecer fluido hidráulico a um atuador hidráulico;

a bomba compreendendo uma entrada e uma saída para o fluido hidráulico e um caminho de fluxo ativo configurados entre si de tal modo que, em um modo de funcionamento ativo quando a bomba for acionada pelo motor elétrico, o fluido hidráulico será ativamente aspirado através da entrada e expelido através da saída; e a bomba compreende ainda um caminho de fluxo de bypass configurado para abrir entre a entrada e a saída de tal modo que, em um modo de funcionamento de amortecimento quando a bomba não for acionada pelo

Petição 870180061424, de 17/07/2018, pág. 8/30 / 14 motor eléctrico, o fluido hidráulico será capaz de passar através da bomba ao longo do caminho do fluxo secundário entre a entrada e a saída;

em que a bomba hidráulica é uma bomba de pistão rotativo compreendendo um tambor de bomba acionado para girar por um eixo de motor;

em que a bomba compreende ainda uma placa de orifício de bypass posicionada na base do tambor da bomba e acionada para girar pelo eixo do motor;

em que no modo de funcionamento de amortecimento o tambor da bomba e a placa de orifício de bypass são configurados para se separarem de forma axial para formar o caminho de fluxo de bypass através de uma lacuna entre o tambor da bomba e a placa de orifício de bypass criada pela separação do tambor da bomba e da placa de orifício de bypass.

[007] O arranjo acima significa que um caminho de fluxo de bypass pode ser criado através da bomba sem ter que girar o tambor de bomba e a placa de orifício de bypass em relação um ao outro. Além disso, não é necessário usinar conduítes de fluido no tambor da bomba [008] O caminho do fluxo de bypass pode ser configurado para abrir automaticamente quando a bomba não for acionada pelo motor elétrico. O caminho de fluxo de bypass pode compreender um ou mais orifícios de bypass na placa de orifício de bypass.

[009] Um membro resiliente (por exemplo, um primeiro membro resiliente) pode ser configurado para girar o tambor da bomba em relação ao eixo do motor no modo de funcionamento de bypass para abrir o caminho de fluxo de bypass quando a bomba não for acionada pelo motor elétrico. O primeiro membro resiliente pode ser configurado para abrir automaticamente o caminho de fluxo de bypass quando a bomba não for acionada pelo motor elétrico.

Petição 870180061424, de 17/07/2018, pág. 9/30 / 14 [0010] O atuador eletro-hidrostático pode compreender um sensor configurado para detectar se o caminho do fluxo de bypass está aberto entre a entrada e a saída.

[0011] Uma pluralidade de cilindros axiais no tambor da bomba pode ser configurada para receber pistões de movimento alternativo. A entrada pode ter uma conexão de fluido com os cilindros axiais em uma metade do tambor da bomba e a saída pode ter uma conexão de fluido com os cilindros axiais na outra metade do tambor da bomba.

[0012] O tambor da bomba pode compreender uma superfície circunferencial interna e o eixo do motor pode compreender uma superfície circunferencial externa, sendo as superfícies circunferenciais interna e externa conectadas por pelo menos um dente de engate em uma dentre as superfícies circunferenciais interna e externa e pelo menos um entalhe correspondente na outra dentre as superfícies circunferenciais interna e externa, configuradas de tal modo que exista uma lacuna circunferencial entre as mesmas, permitindo uma rotação relativa entre o tambor da bomba e o eixo do motor.

[0013] O atuador eletro-hidrostático pode ainda compreender um elemento resiliente (por exemplo, um segundo elemento resiliente) configurado para pressionar o tambor da bomba na direção e/ou contra a placa de orifício de bypass. O membro resiliente pode ser uma mola que se estenda em torno do eixo do motor.

[0014] O atuador eletro-hidrostático pode ainda compreender uma arruela localizada entre o segundo elemento resiliente e o tambor da bomba, em que o segundo elemento resiliente pressiona a arruela contra o tambor da bomba de modo a pressionar o tambor da bomba na direção e/ou contra a placa de orifício de bypass.

[0015] A arruela pode compreender uma superfície de came configurada para entrar em contato com uma superfície cooperante no eixo do motor, em que a rotação do tambor da bomba em relação ao eixo do motor no

Petição 870180061424, de 17/07/2018, pág. 10/30 / 14 modo de funcionamento de bypass faz com que a superfície do eixo do motor suba sobre a superfície do came e se mova a arruela em uma direção para longe da placa de orifício de bypass e remova substancialmente a força de polarização exercida pelo segundo membro resiliente sobre o tambor da bomba.

[0016] No modo de funcionamento ativo, a arruela pode ser pressionada contra o tambor da bomba pelo membro resiliente, e pode não exercer substancialmente uma força sobre o eixo do motor (embora possa ocorrer algum contato mínimo ou menor entre a arruela e o eixo do motor). No modo de funcionamento de bypass, o eixo do motor pode girar em relação ao tambor da bomba (devido, por exemplo, ao primeiro membro resiliente).

[0017] O tambor da bomba e a arruela podem ser fixados em conjunto de modo rotativo, de tal modo que o movimento de rotação do tambor da bomba provoca um movimento de rotação correspondente da arruela. Isto pode fazer com que a arruela gire em relação ao eixo do motor, de tal modo que, por exemplo, a superfície do eixo do motor pode subir sobre a superfície do came como descrito acima, para mover a arruela para longe da placa de orifício de bypass.

[0018] A superfície do came pode compreender uma pluralidade de picos e calhas, e a superfície do eixo do motor pode ser configurada no modo de funcionamento ativo para cair sobre uma calha da superfície do came, de tal modo que a arruela empurre o tambor da bomba para entrar em contato com a placa de orifício de bypass.

[0019] A superfície do eixo do motor pode ser configurada no modo de funcionamento de bypass para subir sobre os respectivos picos da superfície do came, forçando a arruela a desviar-se da placa de orifício de bypass e criando a lacuna entre o tambor da bomba e a placa de orifício de bypass.

Petição 870180061424, de 17/07/2018, pág. 11/30 / 14 [0020] O atuador eletro-hidrostático pode compreender um sensor rotativo configurado para detectar a rotação relativa entre o tambor da bomba e o eixo do motor ou entre o tambor da bomba e a placa de orifício de bypass. [0021] Em um aspecto, a invenção fornece um método de controle e amortecimento de um atuador hidráulico, compreendendo:

alimentar um motor elétrico para acionar uma bomba hidráulica para fornecer fluido hidráulico ao atuador hidráulico em um modo de funcionamento ativo, em que a bomba hidráulica seja uma bomba de pistão rotativa compreendendo um tambor de bomba acionado para girar por um eixo de motor; e abrir um caminho de fluxo de bypass através da bomba hidráulica quando a bomba não for acionada pelo motor elétrico em um modo de funcionamento de amortecimento, em que a bomba compreende ainda uma placa de orifício de bypass posicionada na base do tambor da bomba e acionada para girar pelo eixo do motor;

em que o passo de abertura de um caminho de fluxo de bypass compreende separar de forma axial o tambor da bomba e a placa de orifício de bypass para formar o caminho do fluxo de bypass através de uma lacuna entre o tambor da bomba e a placa de bypass criada pela separação do tambor da bomba e da placa de orifício de bypass.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS [0022] Um ou mais exemplos não limitativos serão agora descritos, com referência às figuras anexas, nas quais:

[0023] A Fig. 1 mostra um fluxograma de fluido para um EHA em um modo ativo de acordo com o estado da técnica.

[0024] A Fig. 2 mostra um diagrama de fluxo de fluido para uma

EHA em um modo de amortecimento de acordo com o estado da técnica. [0025] A Fig. 3 mostra uma bomba de pistão rotativo típica.

Petição 870180061424, de 17/07/2018, pág. 12/30 / 14 [0026] A Fig. 4 mostra a placa de orifício de uma bomba de pistão rotativo típica.

[0027] A Fig. 5 mostra um fluxograma de fluido para uma EHA em um modo ativo de acordo com a presente divulgação.

[0028] A Fig. 6 mostra um fluxograma de fluido para um EHA em um modo de amortecimento de acordo com a presente divulgação.

[0029] A Fig. 7 mostra um exemplo de uma bomba com um torque positivo aplicado de acordo com a presente divulgação, com uma porção cortada para mostrar o interior da bomba.

[0030] A Fig. 8 mostra a bomba da Fig. 7 sem qualquer torque aplicado.

[0031] A Fig. 9 mostra a bomba da Fig. 7 com torque negativo aplicado.

DESCRIÇÃO DETALHADA [0032] As Figs. 1 e 2 mostram um diagrama de fluxo de fluido para um atuador eletro-hidrostático (EHA) 2 de acordo com o estado da técnica. A Fig. 1 mostra um motor elétrico reversível 4, uma bomba hidráulica 6, uma válvula de modo 8, um acumulador 10 e um atuador hidráulico 12. O atuador hidráulico 12 mostrado na Fig. 1 consiste em duas câmaras separadas 14, 16 e um pistão atuador 18. A válvula de modo 8 pode ser operada por um solenoide 20 e tem dois modos de funcionamento que são tipicamente ligado ou desligado. A gaveta 18 é tipicamente anexada a um componente na aeronave, tal como uma superfície aerodinâmica. O EHA geralmente possui dois modos de funcionamento: um modo ativo elétrico (EAM) e um modo de amortecimento. A Fig. 1 mostra a EHA em EAM. Durante o EAM, o motor 4 atua para acionar a bomba 6. Isto pode ser em qualquer direção, pois a bomba 6 é reversível. À medida que a bomba 6 é acionada, ela faz com que o fluido hidráulico flua em torno de um circuito, conforme mostrado pelas linhas em negrito e pelas setas na Fig. 1. Isto resulta no fluido sendo direcionado para

Petição 870180061424, de 17/07/2018, pág. 13/30 / 14

X uma das câmaras 14, 16 do atuador hidráulico 12. A medida que o fluido entra em uma das câmaras 14, 16 e deixa a outra câmara 14, 16 isto faz com que a gaveta 18 se mova dentro das câmaras 14, 16 que atua para mover a superfície aerodinâmica a que está anexada.

[0033] A Fig. 2 mostra um diagrama de fluxo de fluido para o EHA 2 no modo de amortecimento. O modo de amortecimento pode ser iniciado em circunstâncias em que haja uma falha na geração de energia elétrica ou uma falha no caminho de controle eletrônico. O solenoide 20 é capaz de ativar a válvula de modo 8, que altera o fluxo de fluido dentro do sistema. O modo de amortecimento introduz um efeito de amortecimento na gaveta 18. Isso pode ser crítico para certas aplicações de um EHA, por exemplo, quando em uso em uma aeronave. O modo de amortecimento também é o modo padrão quando a gaveta 18 não precisa ser engatada, isto é, a bomba 6 não é acionada pelo motor 4. A finalidade do modo de amortecimento é fornecer uma força de amortecimento à gaveta 18 que pode ser conectada a uma superfície aerodinâmica, o que evita o movimento descontrolado quando forças aerodinâmicas externas são aplicadas sobre a superfície. No modo de amortecimento, o fluido está livre para fluir entre uma câmara 14, 16 através da válvula de modo 8 e para a outra câmara 14, 16 do atuador hidráulico 12. O fluxo livre de fluido entre as duas câmaras 14, 16 atua para amortecer o movimento da gaveta 18. Durante o modo de amortecimento, o fluido se desvia completamente da bomba 6 e só se desloca através da válvula de modo

8. O efeito de amortecimento na gaveta 18 é fixado pela válvula de modo 8.

[0034] A Fig. 3 mostra uma bomba de pistão rotativo típica 22 operada por um eixo de motor 24. O eixo de motor 24 aciona um tambor de bomba 26 pela conexão de chavetas na circunferência do eixo de motor (não mostrado) e chavetas correspondentes (não mostradas) na superfície interna do tambor de bomba 26. As chavetas têm tipicamente uma correspondência de uma para uma e, portanto, existe uma rotação relativa mínima entre o eixo

Petição 870180061424, de 17/07/2018, pág. 14/30 / 14 de motor 24 e o tambor de bomba 26. As chavetas internas 28 na extremidade traseira do eixo de motor 24 proporcionam a conexão entre o eixo de motor 24 e o próprio motor (não mostrado). A bomba 22 é constituída por um tambor de bomba 26 com cilindros axiais 30 que se estendem através do mesmo. O espaçamento dos cilindros axiais 30 é equiangular em relação ao centro do tambor de bomba 26. Os pistões 32 estão presentes dentro dos cilindros axiais 30 e estão livres para sacudir dentro dos cilindros 30. Os pistões 32 estão ligados por calços 34 a uma placa rotativa 36 guiada por uma placa de came 38. A placa de came 38 é orientada em um ângulo de tal modo que, a qualquer momento, em um dos lados, os pistões 32 sejam totalmente inseridos nos cilindros 30 e no outro lado sejam extraídos dos cilindros 30.

[0035] Durante o funcionamento típico da bomba 22, o eixo de motor

28, acionado por um motor, aciona o tambor de bomba 26 fazendo com que este gire. Quando o tambor de bomba 26 gira, os pistões 32 sacodem dentro dos cilindros axiais 30, fazendo com que o fluido seja aspirado para dentro do tambor de bomba 26 de um lado e expelido no lado oposto do tambor 26. Embora a placa de came 38 seja mostrada em um ângulo fixo, ela pode ser ajustável para controlar a quantidade de fluido que for deslocado da bomba.

[0036] A Fig. 4 mostra uma vista da parte inferior da bomba 22 e mostra em detalhe a placa de orifício 40 que está ligada à base do tambor de bomba 26. Na placa de orifício 40 estão dois orifícios 42 que fornecem acesso aos cilindros 30 do tambor de bomba 26. Os orifícios 42 são semicirculares e seguem o mesmo arco que o posicionamento circunferencial dos cilindros 30 no tambor de bomba 26. A finalidade da provisão de dois orifícios 42 com um espaçamento entre elas é impedir que o fluido seja aspirado para dentro a partir do lado de expulsão da bomba. A lacuna entre os orifícios 42 corresponde efetivamente aos pontos de variação do gradiente na placa de came 38 de um gradiente positivo para negativo ou de um gradiente negativo

Petição 870180061424, de 17/07/2018, pág. 15/30 / 14 para um positivo. Um orifício 42a atua como uma entrada para a bomba 22 enquanto o outro orifício 42b atua como uma saída, ou vice-versa.

[0037] As Figs. 5 e 6 mostram exemplos de diagramas de fluxo de fluido de acordo com a presente divulgação. Em vez do modo de amortecimento ser alcançado mantendo uma válvula de modo separada da bomba, agora ele é proporcionado por um caminho de fluxo de bypass 123 incorporado internamente dentro da bomba 106. A Fig. 5 mostra um motor 104 que está conectado operacionalmente a uma bomba 106. Dentro da bomba 106 existe um caminho de fluxo de bypass incorporado 123. O caminho do fluxo de bypass 123 é aberto por uma mola 125. Fig. 5 mostra a bomba durante a operação típica. Durante o modo ativo, o motor 104 gira para acionar a bomba 106 que conduz o fluido em torno do circuito 102 através da bomba 106. O fluido pode ser conduzido para/a partir das câmaras 114, 116 do atuador hidráulico 112 através do caminho do fluido mostrado em negrito e com as setas correspondentes.

[0038] A Fig. 6 mostra a bomba 106 funcionando no modo de amortecimento. No modo de amortecimento, o motor 104 não está mais ativo e, como resultado, a bomba 106 não é mais acionada. Neste modo de amortecimento, o fluido em cada uma das câmaras 114, 116 do atuador hidráulico está livre para fluir ao longo do caminho de fluxo 123 que é através da bomba 106 para a outra câmara 114, 116. Isso não seria possível em uma bomba de pistão típica, pois não há meios para o fluido ser transferido dos cilindros de um lado da bomba para o outro lado. Isto é possível com a presente divulgação e pode ser visto nas Figs. a seguir.

[0039] As Figs. 7-9 mostram uma bomba 106 de acordo com um exemplo da presente divulgação. A Fig. 7 mostra o eixo de motor 124 e o tambor de bomba 126 quando é aplicado um torque positivo sobre o tambor de bomba 126. A bomba 106 compreende ainda uma placa de orifício de bypass 162 que está ligada ou faz parte do eixo de motor 124, de tal modo que

Petição 870180061424, de 17/07/2018, pág. 16/30 / 14 é rotativa com o eixo de motor 124. Uma porca estacionária 125 está localizada no eixo de motor 124 e está fixada contra o movimento em relação ao eixo de motor 124.

[0040] O eixo de motor 124 está posicionado no interior do núcleo do tambor 126 da bomba e tem entalhes circunferenciais 144 que engatam nos entalhes correspondentes 146 em uma superfície interna do tambor 126 da bomba. Os entalhes 144 no eixo de motor 124 estão espaçados de tal modo que existe certo grau de rotação relativa entre o eixo de motor 124 e o tambor de bomba 126 antes de se engatarem. Isto é, o tambor de bomba 126 pode girar em relação ao eixo de motor 124 e à placa de orifício de bypass 162 quando não há torque aplicado, ou seja, antes de se engatarem quando o eixo de motor 124 é acionado para girar.

[0041] Os cilindros 130 no tambor de bomba 126 compreendem aberturas 132 em uma extremidade inferior do tambor de bomba 126, que formam aberturas para o fluxo do fluido hidráulico em uso. A placa de orifício de bypass (162) compreende aberturas (160) que podem fornecer orifícios de bypass para um caminho de fluxo de bypass, como será explicado abaixo. Embora não seja mostrada nestas Figs., a bomba 106 pode também compreender uma placa de orifício típica 40, como mostrado na Fig. 4, posicionada abaixo da placa de orifício de bypass 162. Uma arruela 170 está localizada dentro do núcleo do tambor de bomba 126 e está em contato com uma superfície 128 (ver Fig. 8) do tambor 126. Uma mola 172 ou outro elemento resiliente está localizada entre a arruela 170 e a porca estacionária 125. A mola 172 está configurada para pressionar a arruela 170 (e o cilindro 126) na direção da placa de orifício de bypass 162. A arruela 170 compreende uma superfície de came 174 que está configurada para entrar em contato com uma superfície superior 145 dos entalhes 144. A superfície de came 174 pode ter um perfil ondulado compreendendo uma pluralidade de picos e uma pluralidade de calhas.

Petição 870180061424, de 17/07/2018, pág. 17/30 / 14 [0042] Durante o modo ativo, quando o eixo de motor 124 acionar o tambor de bomba 126, a placa de orifício de bypass 162 e o tambor 126 estarão alinhados e em contato de tal modo que as aberturas 160 na placa de orifício de bypass 162 estarão alinhadas com os cilindros 130 para proporcionar um fluxo de fluido axial. Quando o eixo de motor 124 aciona o tambor 126, o fluido é aspirado através das aberturas 160 na placa de orifício de bypass 162 e forçado para fora dos cilindros 130. Além disso, a superfície superior 145 dos entalhes 144 está configurada para cair sobre uma calha da superfície de came 174, de tal modo que a arruela 170 empurra o tambor de bomba 126 em contato com a placa de orifício de bypass 162. Este é o caso quando tanto um torque positivo como negativo é aplicado ao tambor 126 como se vê nas Figs. 7 e 9.

[0043] Durante o modo de amortecimento, como representado na Fig.

8, quando o eixo de motor 124 não for acionado, um elemento resiliente (não mostrado) fará com que o tambor de bomba 126 e o eixo de motor 124 girem um em relação ao outro. O tambor de bomba 126 e a arruela 170 podem ser fixados em conjunto de forma rotativa, por exemplo, os entalhes 146 na superfície interna do tambor de bomba 126 podem estender-se para as fendas 176 na arruela 170 (ver também as Figs. 7 e 9). Isto significa que o movimento de rotação do tambor de bomba 126 provoca um movimento de rotação correspondente da arruela 170, que também gira em relação ao eixo de motor 124, de tal modo que os entalhes 144 giram em relação à arruela de came 170. Isto faz com que as superfícies 145 dos entalhes 144 subam sobre os respectivos picos da superfície de came 174, forçando a arruela de came 170 em uma direção para longe da placa de orifício de bypass 162. Isto cria uma lacuna entre a arruela de came 170 e a superfície 128 do cilindro de bomba 126.

[0044] Devido à pressão hidráulica nas aberturas 160, o tambor de bomba 126 é forçado em uma direção axial (por exemplo, o eixo longitudinal

Petição 870180061424, de 17/07/2018, pág. 18/30 / 14 do eixo de motor 124) para longe da placa de orifício de bypass 162, criando uma abertura 165 entre a placa de orifício de bypass 162 e o tambor de bomba 126. Isto forma um caminho de fluxo de bypass através do espaço circunferencial 165, permitindo que o fluido flua livremente através da bomba 106 em torno do eixo de motor 124. Isto é, um caminho de fluxo de bypass circunferencial é alcançado na bomba 106 em torno da circunferência do cilindro 126, isto é, em torno do eixo de motor 124 em vez de através do eixo de motor 124.

[0045] Na bomba mostrada nas Figs. 7-9, o amortecimento pode ser ajustado adaptando o tamanho das aberturas 160 e/ou o seu espaçamento. O nível de amortecimento pode ser ajustado durante a fabricação; isto pode, por exemplo, ser conseguido usinando as aberturas 160 para um tamanho maior e/ou com um espaçamento diferente. Pode também ser possível fornecer inserções que assentem dentro das aberturas 160 para restringir o fluxo de fluido e, assim, alterar o nível de amortecimento. Alternativamente, pode estar disponível um conjunto de placas de orifício de bypass 162 e diferentes placas 162 podem ser ligadas ao cilindro 126, dependendo do nível exigido de amortecimento. Tais placas podem ser escolhidas durante a fabricação da bomba 106 ou mesmo trocadas mais tarde durante sua vida útil.

[0046] A bomba 106 apresenta um caminho de fluxo de bypass que é facilitado eficazmente por um tambor de duas partes: o tambor 126 e a placa de orifício de bypass 162. A fabricação da bomba desta maneira é particularmente vantajosa quando se usinam os cilindros 130 dentro do tambor 126 e a usinagem das aberturas 160 na placa de orifício de bypass separada 162 pode ser mais facilmente alcançada do que usinar tanto os cilindros quanto os orifícios de bypass em um tambor de peça única.

[0047] A bomba 106 pode compreender um alojamento (não mostrado) que envolve o eixo de motor 124 e o tambor de bomba 126. O alojamento pode ser configurado para engatar de modo vedado tanto o tambor

Petição 870180061424, de 17/07/2018, pág. 19/30 / 14 de bomba 126 como a placa de orifício de bypass 162, de modo a conter o fluxo entre essas partes quando a lacuna 165 existir no modo de bypass. Uma ou mais vedações podem ser fornecidas entre o alojamento e o tambor de bomba 126 e o alojamento e a placa de orifício de bypass 162. Por exemplo, pode ser fornecida uma vedação estática entre um dentre o tambor de bomba 126 e a placa de orifício de bypass 162, e uma vedação móvel ou deslizante pode ser fornecido entre o outro tambor de bomba 126 e a placa de orifício de bypass 162.

[0048] Os exemplos divulgados acima se referem a uma bomba de pistão rotativo, mas será apreciado que outros tipos de bomba possam ser usados em seu lugar. Além disso, embora nos exemplos mostrados o ângulo da placa do came esteja fixo, é apreciado que a mudança do ângulo da placa do came altera a quantidade de fluido introduzida e expelida pela bomba, portanto ela pode ser ajustável para que a taxa de fluxo do fluido seja modificada, por exemplo, dependendo da aplicação da bomba.

[0049] As modalidades acima fornecem um método particularmente adequado para alcançar um caminho de fluxo de bypass sem ter de girar o tambor de bomba 126 em relação à placa de orifício de bypass 162. Isso reduz o atrito que pode ser causado por tal rotação entre essas partes. Embora seja reconhecido que possam existir componentes que giram um em relação ao outro, por exemplo, a arruela de came 170 e os entalhes 144, será apreciado que substituir de uma arruela de came 170 é relativamente barato e mais fácil do que substituir o tambor de bomba 126 ou a placa do orifício de bypass 162. [0050] Embora a presente divulgação tenha sido descrita com referência às modalidades preferíveis, será compreendido por aqueles versados na técnica que várias alterações na forma e detalhes podem ser feitas sem se afastarem do escopo da divulgação conforme estabelecido nas reivindicações anexas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Atuador eletro-hidrostático, caracterizado pelo fato de que compreende:

uma bomba hidráulica (106) acionada por um motor elétrico (104) para fornecer fluido hidráulico a um atuador hidráulico (112);

a bomba (106) compreendendo uma entrada (42a) e uma saída (42b) para o fluido hidráulico e um caminho de fluxo ativo configurado entre as mesmas de tal modo que, em um modo de funcionamento ativo, quando a bomba (106) for acionada pelo motor elétrico (104), o fluido hidráulico será aspirado ativamente através da entrada (42a) e expelido pela saída (42b); e a bomba (106) compreende ainda um caminho de fluxo de bypass configurado para abrir entre a entrada (42a) e a saída (42b) de tal modo que, em um modo de funcionamento de amortecimento quando a bomba (106) não for acionada pelo motor elétrico (104), o fluido hidráulico será capaz de passar através da bomba (106) ao longo do caminho de fluxo de bypass entre a entrada (42a) e a saída (42b);

em que a bomba hidráulica (106) é uma bomba de pistão rotativo compreendendo um tambor de bomba (126) acionado para girar por um eixo de motor (124);

em que a bomba (106) compreende ainda uma placa de orifício de bypass (162) posicionada na base do tambor de bomba (126) e acionada para girar pelo eixo de motor (124);

em que no modo de funcionamento de amortecimento o tambor de bomba (126) e a placa de orifício de bypass (162) são configurados para se separarem de forma axial para formar o caminho de fluxo de bypass através de uma lacuna (165) entre o tambor de bomba (126) e a placa de orifício de bypass (162) criada pela separação do tambor de bomba (126) e a placa da orifício de bypass (162).

Petição 870180061424, de 17/07/2018, pág. 21/30
2 / 5

2. Atuador eletro-hidrostático de acordo com a reivindicação

1, caracterizado pelo fato de que o caminho do fluxo de bypass está configurado para abrir automaticamente quando a bomba (106) não for acionada pelo motor elétrico (104).
3. Atuador eletro-hidrostático de acordo com a reivindicação

2, caracterizado pelo fato de que a bomba (106) compreende um primeiro membro resiliente configurado para abrir automaticamente o caminho de fluxo de bypass quando a bomba (106) não for acionada pelo motor elétrico (104).
4. Atuador eletro-hidrostático de acordo com qualquer reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o primeiro membro resiliente (172) está configurado para girar o tambor de bomba (126) em relação ao eixo de motor (124) no modo de funcionamento de bypass para abrir o caminho de fluxo de bypass quando a bomba (106) não for acionada pelo motor elétrico (104).
5. Atuador eletro-hidrostático de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende um sensor configurado para detectar se o caminho de fluxo de bypass tiver sido aberto entre a entrada (42a) e a saída (42b).
6. Atuador eletro-hidrostático de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que uma pluralidade de cilindros axiais (30) no tambor de bomba (126) serem configurados para receber pistões de movimento alternativo (32), onde a entrada (42a) tem uma conexão fluida com o cilindros axiais (30) em uma metade do tambor de bomba (126) e a saída (42b) tem uma conexão de fluido com os cilindros axiais (30) na outra metade do tambor de bomba (126).
7. Atuador eletro-hidrostático de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o tambor da bomba (126) compreende uma superfície circunferencial interna e o eixo do motor

Petição 870180061424, de 17/07/2018, pág. 22/30

3 / 5 (124) compreende uma superfície circunferencial externa, sendo as superfícies circunferenciais interna e externa conectadas por pelo menos um dente de engate (144) em uma dentre as superfícies circunferenciais interna e externa e pelo menos um entalhe correspondente em outra dentre as superfícies circunferenciais interna e externa, configuradas de tal modo que existe uma lacuna circunferencial entre as mesmas permitindo a rotação relativa entre o tambor da bomba e o eixo do motor.
8. Atuador eletro-hidrostático de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um segundo elemento resiliente (172) configurado para pressionar o tambor da bomba (126) na direção e/ou contra a placa de orifício de bypass (162).
9. Atuador eletro-hidrostático de acordo com a reivindicação

8, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma arruela (170) localizada entre o segundo membro resiliente (172) e o tambor de bomba (126), em que o segundo membro resiliente (172) pressiona a arruela (170) contra o tambor de bomba (126) de modo a pressionar o tambor de bomba (126) na direção e/ou contra a placa da orifício de bypass (162).
10. Atuador eletro-hidrostático de acordo com a reivindicação

9, caracterizado pelo fato de que a arruela (170) compreende uma superfície de came (174) configurada para entrar em contato com uma superfície cooperante (145) no eixo de motor (124), onde a rotação do tambor da bomba (126) em relação ao eixo de motor (124) no modo de funcionamento de bypass faz com que a superfície (145) do eixo de motor (124) suba sobre a superfície de came (174) e mova a arruela (170) em uma direção para longe da placa de orifício de bypass (162) e remova substancialmente a força de polarização exercida pelo segundo elemento resiliente (172) sobre o tambor da bomba (126).
11. Atuador eletro-hidrostático de acordo com a reivindicação 9 ou 10, caracterizado pelo fato de que a superfície do came (174)

Petição 870180061424, de 17/07/2018, pág. 23/30

4 / 5 compreende uma pluralidade de picos e calhas, e a superfície (145) do eixo de motor (124) está configurada no modo de funcionamento ativo para cair sobre uma calha da superfície de came (174), de tal modo que a arruela (170) empurre o tambor de bomba (126) em contato com a placa de orifício de bypass (162).
12. Atuador eletro-hidrostático de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a superfície (145) do eixo de motor (124) está configurada no modo de funcionamento de bypass para subir sobre os respectivos picos da superfície de came (174), forçando a arruela (170) em uma direção para longe da placa de orifício de bypass (162) e criando a lacuna (165) entre o tambor de bomba (126) e a placa de orifício de bypass (162).
13. Atuador eletro hidrostático de acordo com qualquer reivindicação precedente, caracterizado pelo fato de que compreende um sensor rotativo configurado para detectar a rotação relativa entre o tambor de bomba (126) e o eixo de motor (124) ou entre o tambor de bomba (126) e a placa do orifício de bypass (162).
14. Método para controlar e amortecer um atuador hidráulico, caracterizado pelo fato de que compreende:

alimentar um motor elétrico (104) para acionar uma bomba hidráulica (106) para fornecer fluido hidráulico ao atuador hidráulico num modo de funcionamento ativo, em que a bomba hidráulica (106) seja uma bomba de pistão rotativa compreendendo um tambor de bomba (126) acionado para girar por um eixo de motor (124); e abrir um caminho de fluxo de bypass através da bomba hidráulica (106) quando a bomba (106) não for acionada pelo motor elétrico (104) em um modo de funcionamento de amortecimento, em que a bomba (106) compreende ainda uma placa de orifício de bypass (162) posicionada na base do tambor de bomba (126) e acionada para girar pelo eixo de motor (124);

Petição 870180061424, de 17/07/2018, pág. 24/30

5 / 5 em que o passo de abertura de um caminho de fluxo de bypass compreende separar de forma axial o tambor de bomba (126) e a placa de orifício de bypass (162) para formar o caminho de fluxo de bypass através de uma lacuna (165) entre o tambor de bomba (126) e a placa de orifício de bypass (162) criada pela separação do tambor de bomba (126) e da placa de orifício de bypass (162).