BR102022013135A2

BR102022013135A2 - Sistema de acumulador de pressão de gás duplo

Info

Publication number: BR102022013135A2
Application number: BR102022013135-0A
Authority: BR
Inventors: Randall A. Maro
Original assignee: Deere & Company
Priority date: 2021-09-30
Filing date: 2022-06-30
Publication date: 2023-04-11
Also published as: AU2022224876A1; EP4160025A1; US20230096845A1; CA3167151A1

Abstract

A presente descrição é um acumulador que tem uma câmara de óleo, um primeiro pistão separando uma primeira câmara de gás da câmara de óleo, e um segundo pistão separando uma segunda câmara de gás da câmara de óleo. Os primeiro e segundo pistões são independentemente móveis para alterar o volume da câmara de óleo.

Description

SISTEMA DE ACUMULADOR DE PRESSÃO DE GÁS DUPLO

CAMPO DA DESCRIÇÃO

[001] A presente descrição refere-se no geral a um acumulador para um sistema hidráulico e, mais especificamente, a um acumulador tendo duas câmaras de gás separadas.

FUNDAMENTOS

[002] Um acumulador típico para um sistema hidráulico tem apenas uma câmara de gás que limita o acumulador a uma pressão de pré-carga e um volume de gás inicial. Isso limita a eficácia do acumulador padrão em relação a grandes faixas de pressão. Por exemplo, no acumulador típico, o volume de gás torna-se substancialmente reduzido à medida que a pressão no sistema hidráulico aumenta. Uma vez que o volume de gás é substancialmente reduzido, o acumulador padrão não será capaz de absorver muito mais óleo. Isso leva a acumuladores maiores usados para lidar com aplicações de grande faixa de pressão, ou uma redução no desempenho, dentre outras coisas.

SUMÁRIO

[003] Uma modalidade é um acumulador que tem uma câmara de óleo, um primeiro pistão separando uma primeira câmara de gás da câmara de óleo, e um segundo pistão separando uma segunda câmara de gás da câmara de óleo. Os primeiro e segundo pistões são independentemente móveis para alterar o volume da câmara de óleo.

[004] Em um exemplo dessa modalidade, a primeira câmara de gás é configurada para prover uma primeira pressão de pré-carga, e a segunda câmara de gás é configurada para prover uma segunda pressão de pré-carga, a segunda pressão de pré-carga sendo diferente da primeira pressão de pré-carga. Um aspecto desse exemplo inclui uma válvula acoplada a pelo menos uma dentre a primeira câmara de gás ou a segunda câmara de gás, em que a válvula é configurada para ser acoplada a uma fonte de pressão para alterar a primeira ou segunda pressão de pré-carga correspondente. Um aspecto desse exemplo tem uma primeira válvula acoplada à primeira câmara de gás e uma segunda válvula acoplada à segunda câmara de gás. Em parte desse aspecto, a primeira válvula e a segunda válvula são cada uma acopláveis a uma fonte de pressão para independentemente alterar a primeira ou segunda pressão de pré-carga correspondente.

[005] Outro exemplo dessa modalidade tem uma passagem de fluido fluidicamente acoplando a câmara de óleo a uma câmara de um conjunto de cilindro hidráulico. Em outro exemplo, o primeiro pistão e segundo pistão são configurados para mover coaxialmente ao longo de um eixo geométrico do acumulador em direções opostas à medida que o volume da câmara de óleo varia.

[006] Em ainda outro exemplo dessa modalidade, a primeira câmara de gás, a segunda câmara de gás e a câmara de óleo são definidas dentro de um alojamento. Em parte desse exemplo, a primeira câmara de gás e a segunda câmara de gás são definidas em um furo de broca do acumulador do alojamento tendo um diâmetro consistente através da primeira câmara de gás e da segunda câmara de gás. Outra parte desse exemplo tem um furo de broca hidráulico definido no alojamento e configurado para receber pelo menos parcialmente um conjunto de cilindro hidráulico. Uma passagem de fluido é definida no alojamento, em que a passagem de fluido acopla fluidicamente a câmara de óleo ao furo de broca hidráulico.

[007] Em ainda outra parte desse exemplo, uma tampa de extremidade é seletivamente acoplada ao alojamento para vedar pelo menos uma dentre a primeira câmara de gás ou a segunda câmara de gás. Em um aspecto, uma tampa de extremidade é seletivamente acoplada ao alojamento para vedar uma extremidade do furo de broca hidráulico do ambiente circundante e vedar fluidicamente pelo menos uma dentre a primeira câmara de gás ou a segunda câmara de gás. A tampa de extremidade tem um acoplador de atuador definido na mesma. Em outro aspecto dessa descrição, a tampa de extremidade é seletivamente acoplada ao alojamento com um ou mais prendedores.

[008] Outra modalidade dessa descrição é um conjunto de acumulador que tem uma câmara de óleo configurada para ter um volume de câmara de óleo variável, uma primeira câmara de gás configurada para ter um primeiro volume variável e conter uma primeira pressão de pré-carga, e uma segunda câmara de gás configurada para ter um segundo volume variável e uma segunda pressão de pré-carga. A primeira pressão de pré-carga e a segunda pressão de pré-carga são independentemente ajustáveis.

[009] Em um exemplo dessa modalidade, à medida que o volume da câmara de óleo aumenta, o primeiro volume é substancialmente reduzido antes de o segundo volume ser substancialmente reduzido. Em outro exemplo, a primeira câmara de gás compreende um pistão separando a câmara de óleo e a primeira câmara de gás, e a segunda câmara de gás compreende um diafragma separando a câmara de óleo da segunda câmara de gás. Ainda outro exemplo dessa modalidade tem um conjunto de cilindro hidráulico tendo uma haste, em que pelo menos uma dentre a primeira câmara de gás e a segunda câmara de gás é definida dentro, ou radialmente em torno da haste.

[0010] Ainda outra modalidade dessa descrição é um método de fabricação de um conjunto de acumulador. O método inclui criar um furo de broca do acumulador através de um alojamento, criar um furo de broca hidráulico através do alojamento, criar uma passagem de fluido através do alojamento acoplando fluidicamente pelo menos uma porção do furo de broca hidráulico ao furo do acumulador, posicionar um primeiro pistão e um segundo pistão no furo de broca do acumulador para definir uma câmara de óleo entre os primeiro e segundo pistões, a câmara de óleo fluidicamente acoplada à passagem de fluido, posicionar uma haste tendo um pistão de haste no furo de broca hidráulico, e acoplar uma tampa de extremidade ao alojamento para reter os primeiro e segundo pistões correspondentes no furo de broca do acumulador e o pistão de haste no furo de broca hidráulico. Nessa modalidade, fluido aplicado ao pistão de haste a uma pressão é direcionado para a câmara de óleo através da passagem de fluido, e o primeiro e segundo pistão são móveis dentro do furo de broca do acumulador para fora um do outro para aumentar um volume da câmara de óleo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0011] Os aspectos supramencionados da presente descrição e a maneira de obtê-los ficarão mais aparentes e a descrição em si mais bem entendida pela referência à descrição seguinte das modalidades da descrição, considerada em combinação com os desenhos anexos, em que:
a Fig. 1 é uma vista esquemática de uma configuração hidráulica típica;
a Fig. 2a é uma vista em perspectiva elevacional de um conjunto de acumulador de câmara de gás dupla;
a Fig. 2b é uma vista em corte transversal do conjunto de acumulador da FIG. 2a;
a Fig. 3 é outra modalidade de um conjunto de acumulador de câmara de gás dupla;
a Fig. 4 é outra modalidade de um conjunto de acumulador de câmara de gás dupla;
a Fig. 5 é outra modalidade de um conjunto de acumulador de câmara de gás dupla; e
a Fig. 6 é um fluxograma de processo para fabricar o conjunto de acumulador da FIG. 2a.

[0012] Números de referência correspondentes são usados para indicar partes correspondente nas diversas vistas.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0013] Para efeitos de promoção de um entendimento dos princípios da presente descrição, será feita agora referência às modalidades descritas no presente documento e ilustradas nos desenhos, e linguagem específica será usada para descrever as mesmas. No entanto, deve-se entender que nenhuma limitação do escopo da presente descrição é por meio disso pretendida, tais alterações e modificações adicionais nos dispositivos e métodos ilustrados, e tais aplicações adicionais dos princípios da presente descrição ilustrada no presente documento sendo contempladas como normalmente ocorreria a um versado na técnica ao qual a presente descrição diz respeito.

[0014] Na FIG. 1, uma vista esquemática de uma configuração hidráulica 100 típica é ilustrada. Essa configuração tem uma fonte de fluido 102 que provê fluido, tal como óleo hidráulico, a uma bomba 104 que bombeia o fluido para prover uma pressão e fluxo do fluido ao conduto 106. O conduto 106 pode redirecionar o fluido pressurizado para muitos diferentes componentes hidráulicos tais como conjuntos de válvula, atuadores, motores, e similares para prover potência hidráulica (isto é, fluido a uma pressão e fluxo) ao mesmo. Na configuração hidráulica exemplificativa 100 da FIG. 1, o conduto 106 pode acoplar fluidicamente um conjunto de válvula 108 à bomba 104. Esse conjunto de válvula 108 exemplificativo pode ser uma válvula de três posições e quatro orifícios que provê seletivamente fluido pressurizado a um conjunto de cilindro hidráulico 110 para seletivamente estender, retrair, ou manter o deslocamento linear do conjunto de cilindro hidráulico 110. Entretanto, isso é apenas um exemplo de um conjunto de válvula, e muitos outros tipos de conjunto de válvula são considerados no presente documento.

[0015] O conjunto de cilindro hidráulico 110 pode ter uma haste 118 acoplada a um pistão 120 dentro de um cilindro 122 que separa uma câmara de extensão 124 e uma câmara de retração 126. As câmaras 124, 126 podem ser definidas dentro do cilindro 122 de maneira que um deslocamento de pressão entre as câmaras 124, 126 pode fazer com que o pistão 120 e a haste correspondente 118 movam linearmente para a câmara de baixa pressão (considerando que mínimas forças externas estão atuando na haste 118). Na modalidade exemplificativa da FIG. 1, à medida que fluido pressurizado é provido na câmara de extensão 124 e a câmara de retração 126 é esgotada, o pistão 120 e a haste 118 podem mover em uma direção estendida 128. Altemativamente, à medida que fluido pressurizado é provido na câmara de retração 124 e a câmara de extensão 126 é esgotada, o pistão 120 e a haste 118 podem mover em uma direção retraída 130. Adicioualmente, se fluido for impedido de entrar ou sair das câmaras 124, 126, a haste 118 e o pistão 120 podem permanecer substancialmente na mesma localização dentro do cilindro 122.

[0016] O conjunto de válvula 108 pode ser configurado para mover-se seletivamente entre uma primeira posição 112, uma segunda posição 114 e uma terceira posição 116. A primeira posição 112 roteia o conduto 106 da bomba 104 de volta para a fonte de fluido 102 ou para outros componentes do sistema hidráulico e isola fluido nas câmaras 124, 126 para por meio disso travar substancialmente a haste 118 e o pistão 120. Na segunda posição 114, fluido pressurizado pode ser direcionado para a câmara de extensão 124 enquanto a câmara de retração 126 é ventilada, ou de outra forma direcionado para um reservatório de baixa pressão para estender a haste 118 e o pistão 120 na direção estendida 128. Na terceira posição 116, fluido pressurizado pode ser direcionado para a câmara de retração 126 enquanto a câmara de extensão 124 é ventilada, ou de outra forma direcionado para um reservatório de baixa pressão para mover a haste 118 e o pistão 120 na direção retraída 128. O conjunto de válvula 108 pode ser seletivamente controlado eletronicamente como parte de um sistema eletro-hidráulico ou pode ser manualmente manipulado, dentre outros métodos.

[0017] Na configuração hidráulica 100 da FIG. 1, um acumulador 132 pode ser fluidicamente acoplado ao conduto 134 acoplando fluidicamente o conjunto de válvula 108 ao atuador hidráulico 110. Na modalidade exemplificativa da FIG. 1, o acumulador 132 pode ser acoplado ao conduto 134 fluidicamente acoplado à câmara de extensão 124, entretanto, outros exemplos podem posicionar o acumulador 132 no conduto 136 fluidicamente acoplado à câmara de retração 126. Independentemente, o acumulador 132 pode prover uma câmara de gás 138 que é separada do fluido no conduto 134 por um diafragma ou pistão 140. Nessa configuração, se a pressão de fluido no conduto 134 passar por pressões extremas, picos de pressão, ou outras variações de pressão, o diafragma ou pistão 140 pode ser reposicionado para acomodar fluido adicional, ou menos fluido, no acumulador 132 alterando o volume da câmara de gás 138. No exemplo da FIG. 1, o acumulador tem uma única câmara de gás 138 e, uma vez que o diafragma ou pistão 140 expande substancialmente, o acumulador 132 pode não ser capaz de absorver muito mais fluido do conduto 134 ou câmara de extensão 124. Adicionalmente, o acumulador 132 tem uma única câmara de gás 138 e portanto é capaz de prover apenas uma única pressão de pré-carga. Como tal, o acumulador 132 pode não ser capaz de acomodar variações de pressão em uma ampla faixa.

[0018] Referindo-se agora às Figs. 2a e 2b, uma vista em corte transversal de uma modalidade de um conjunto de acumulador 200 da presente descrição é ilustrada em uma vista em perspectiva em elevação na FIG. 2a e em uma vista em corte transversal na FIG. 2b. O conjunto de acumulador 200 pode ter um acumulador 201 que provê as câmaras de gás que são compressíveis para lidar com variações de pressão em um sistema hidráulico. Mais especificamente, o acumulador 201 do conjunto de acumulador 200 pode prover uma primeira câmara de gás 202 e uma segunda câmara de gás 204 que podem prover diferentes pressões de pré-carga nas mesmas. Pressão de pré-carga refere-se à pressão do gás dentro das câmaras correspondentes 202, 204 quando o conjunto hidráulico correspondente não está provendo uma pressão substancial. Em outras palavras, pressão de pré-carga pode se referir à pressão nas câmaras correspondentes 202, 204 quando ο sistema está em um estado neutro (isto é, não provendo pressão substancial a uma câmara de óleo 206 do acumulador 201).

[0019] No conjunto de acumulador 200 da FIG. 2, a primeira câmara de gás 202 pode ser separada da câmara de óleo 206 por um primeiro pistão 208, e a segunda câmara de gás 204 pode ser separada da câmara de óleo 206 por um segundo pistão 210. Nessa configuração, quando fluido pressurizado é provido à câmara de óleo 206, os pistões 208, 210 podem deslizar axialmente para fora um do outro ao longo de um eixo geométrico do acumulador 212 para comprimir adicionalmente quaisquer gases nas câmaras correspondentes 202, 204. Em outras palavras, à medida que o volume da câmara de óleo 206 aumenta, um ou ambos os pistões 208, 210 estendem-se para fora do outro ao longo do eixo geométrico do acumulador 212 para acomodar mais fluido na câmara de óleo 208.

[0020] Em um aspecto do conjunto de acumulador 200, uma primeira válvula 214 pode ser fluidicamente acoplada à primeira câmara de gás 202 e uma segunda válvula 216 pode ser fluidicamente acoplada à segunda câmara de gás 204. As primeira e segunda válvulas 214, 216 podem prover uma localização para uma ou mais fontes de pressão 218 para alterar seletivamente a pressão de pré-carga da câmara correspondente 202, 204. Nessa configuração, a fonte de pressão 218 pode ser parte de um sistema pneumático de uma máquina de trabalho. Altemativamente, ela pode ser uma bomba manual que pode ser acoplada à válvula correspondente 214, 216 para alterar a pressão da câmara correspondente 202, 204. Adicionalmente ainda, um sistema eletropneumático pode ser acoplado às primeira e segunda câmaras de gás 202, 204 através de válvulas correspondentes 214, 216 para alterar seletivamente a pressão de pré-carga nas mesmas.

[0021] Os primeiro e segundo pistões 208, 210 podem deslizar axialmente ao longo do eixo geométrico do acumulador 212 dentro de um furo de broca do acumulador 220 definido dentro de um alojamento 222. O furo de broca do acumulador 220 pode ser um furo substancialmente cilíndrico através do alojamento 222. Adicionalmente, as paredes cilíndricas do furo de broca do acumulador 220 podem definir uma porção da primeira câmara de gás 202, a segunda câmara de gás 204 e a câmara de óleo 206. Os pistões 208, 210 podem ser correspondentemente dimensionados para se encaixarem no furo de broca do acumulador 220 e vedar fluidicamente a câmara de óleo 206 as primeira e segunda câmaras de gás correspondentes 202, 204. Em um aspecto dessas descrições, os pistões 208, 210 podem ter uma ou mais vedações 224 posicionadas entre as paredes externas do pistão correspondente 208, 210 e a parede radial do furo de broca do acumulador 220 para vedar fluidicamente a câmara de óleo 206 das primeira e segunda câmaras de gás correspondentes 202, 204. O furo de broca do acumulador 220 pode ter um raio substancialmente consistente através da primeira câmara de gás 202, câmara de óleo 206 e segunda câmara de gás 204 para permitir que todas as câmaras 202, 204, 206 sejam parcialmente formadas na mesma etapa de fabricação (isto é, perfuração ou de outra maneira formação do furo de broca do acumulador 220 no alojamento 222).

[0022] Em um aspecto dessa descrição, um batente 270 pode ser formado no alojamento 222 para assegurar que os primeiro e segundo pistões 208, 210 não se estendam além do batente 270 para obstruir uma passagem de fluido 258 para a câmara de óleo 206. O batente 270 pode ser formado por uma seção radialmente para dentro do alojamento 222 definido em torno da localização em que a passagem de fluido 258 estende-se ao interior da câmara de óleo 206. Alternativamente, o batente 270 pode ser um grampo-C para cada pistão 208, 210 que estende-se ao interior de sulcos correspondentes definidos nas paredes interiores da câmara de óleo 206 para impedir substancialmente que o pistão correspondente 208, 210 se estenda ao interior da câmara de óleo 206 para obstruir a passagem de fluido 258.

[0023] O alojamento 222 pode ter uma tampa de extremidade 226, 228 acoplada aos lados opostos do alojamento 222 para isolar fluidicamente de forma substancial as câmaras de gás correspondentes 202, 204 de um ambiente circundante 230. Nesse exemplo, a primeira câmara de gás 202 pode ser definida pela parede cilíndrica do furo de broca do acumulador 220 através do alojamento 222, do primeiro pistão 208 e da tampa de extremidade 226. Similarmente, a segunda câmara de gás 204 pode ser definida pela parede cilíndrica do furo de broca do acumulador 220 através do alojamento 222, do segundo pistão 210 e da tampa de extremidade 228.

[0024] Cada pistão 208, 210 pode ter cavidade do pistão 232 definida no mesmo. A cavidade do pistão 232 pode ser uma cavidade definida no pistão correspondente 208, 210 dimensionada para permitir que qualquer elemento saliente das válvulas correspondentes 214, 216 seja parcialmente posicionado na mesma quando o pistão correspondente 208, 210 estiver uma posição completamente estendida, ou prestes a estar nessa posição. A posição completamente estendida pode ser a posição em que o pistão correspondente 208, 210 está o mais próximo possível da tampa de extremidade correspondente 226, 228 por meio disso maximizando o volume da câmara de óleo 206. A cavidade do pistão 232 pode assegurar que o pistão correspondente 208, 210 pode ficar posicionado na posição completamente estendida sem substancialmente entrar em contato ou danificar qualquer porção da válvula correspondente 214, 216.

[0025] O conjunto de acumulador 200 pode também ter um conjunto de cilindro hidráulico 234 similar ao conjunto de cilindro hidráulico 110. Entretanto, na modalidade da FIG. 2, o conjunto de cilindro hidráulico 234 é pelo menos parcialmente definido dentro de um furo de broca hidráulico 236 no mesmo alojamento 222 que o acumulador 201. Nessa configuração, o furo de broca hidráulico 236 é definido através de uma porção do alojamento 222 para acomodar uma haste 238, pistão de haste 240 e vedação 242 do conjunto de cilindro hidráulico 234. A haste 238 e o pistão 240 podem funcionar substancialmente da mesma maneira discutida no presente documento para o conjunto de cilindro hidráulico 110. Ou seja, o pistão de haste 240 pode separar fluidicamente uma câmara de extensão 244 em uma extremidade do furo de broca hidráulico 236 de uma câmara de retração 246 na outra extremidade. Adicionalmente, fluido hidráulico pode ser seletivamente provido à câmara de extensão 244, ou removido da mesma, através de um orifício de extensão 248. Similarmente, fluido hidráulico pode ser seletivamente provido à câmara de retração 246, ou removido da mesma, através de um orifício de retração 250.

[0026] O orifício de extensão 248 e o orifício de retração 250 podem ser fluidicamente acoplados a um sistema hidráulico tais como o conjunto de válvula 108, bomba 104 e fonte de fluido 102 discutidos no presente documento para mover seletivamente a haste 238 e o pistão de haste 240 em uma direção de extensão 252 ou uma direção de retração 254 ao longo de um eixo geométrico da haste 256. Em uma modalidade considerada no presente documento, o conjunto de cilindro hidráulico 234 pode ser acoplado a componentes móveis de uma máquina de trabalho ou similares. A máquina de trabalho pode ter um sistema eletro-hidráulico que seletivamente controla o conjunto de válvula 108 para alterar a posição da haste 238 e do pistão de haste 240 na direção de extensão 252 ou na direção de retração 254.

[0027] O alojamento 222 pode também definir a passagem de fluido 258 no mesmo que acopla fluidicamente a câmara de extensão 244 à câmara de óleo 206. Nessa configuração, quando picos de pressão ou similares são introduzidos no fluido na câmara de extensão 244, o volume de a câmara de óleo 206 pode aumentar à medida que os pistões 208, 210 movem axialmente para fora um do outro e o gás nas câmaras correspondentes 202, 204 é adicionalmente comprimido. Em outras palavras, na modalidade da FIG. 2, o alojamento 222 pode prover uma base estrutural para o acumulador 201 e o conjunto de cilindro hidráulico 234 ainda simultaneamente provendo uma passagem de fluido 258 que acopla fluidicamente a câmara de óleo 206 à câmara de extensão 244.

[0028] As tampas de extremidade 226, 228 podem também encerrar parcialmente a câmara de extensão 244 e a câmara de retração 246 com o furo de broca hidráulico 236 do alojamento 222. Mais especificamente, as tampas de extremidade 226, 228 podem ser posicionadas em extremidades axiais do furo de broca hidráulico 236 para vedar substancialmente o interior do furo de broca 236 do ambiente circundante 230. Em um aspecto dessas descrições, vedações ou similares podem ser posicionadas entre as tampas de extremidade correspondentes 226, 228 e o alojamento 222 em cada extremidade do acumulador e furo de broca hidráulico 220, 236 para assistir na vedação dos furos correspondentes 220, 236. Adicionalmente, as tampas de extremidade 226, 228 podem ser acopladas de forma removível ao alojamento 222 com prendedores 260. Mais especificamente, ο alojamento 222 pode ter furos rosqueados para receber prendedores 260 tais como parafusos para acoplar de forma removível as tampas de extremidade 226, 228 ao alojamento 222.

[0029] Em outro aspecto dessa descrição, um acoplador de atuador 262 pode ser formado na tampa de extremidade 226. O acoplador de atuador 262 pode ser uma localização de acoplamento ao longo do eixo geométrico da haste 256 que provê resistência estrutural suficiente para acoplar o conjunto de cilindro hidráulico 234 aos componentes móveis de uma máquina de trabalho ou similares. Em um exemplo, um acoplador de haste 264 pode ser acoplado a um primeiro componente móvel de uma máquina de trabalho, e o acoplador de atuador 262 pode ser acoplado a um segundo componente da máquina de trabalho. Nessa configuração, a haste 238 pode mover tanto na direção de extensão 252 quanto na direção de retração 254 para alterar a orientação do primeiro componente móvel em relação ao segundo componente. Adicionalmente ainda, o acumulador 201 pode absorver picos de pressão causados tanto pelo sistema hidráulico da máquina de trabalho quanto por entradas físicas na haste 238 na direção de retração 254.

[0030] Embora o conjunto de cilindro hidráulico 234 esteja descrito no presente documento como formado dentro do mesmo alojamento 222 que 0 acumulador 201, outras modalidades consideradas no presente documento separam o conjunto hidráulico do alojamento do acumulador. Mais especificamente, o acumulador 201 pode substituir substancialmente o acumulador 132 ilustrado na FIG. 1. Nessa configuração, a passagem de fluido 258 do acumulador 201 pode utilizar conduto, mangueira, ou similares para ser roteado para a câmara de extensão 124 do conjunto de cilindro hidráulico 110.

[0031] Adicionalmente ainda, em outra modalidade contemplada no presente documento e ilustrada na FIG. 3, um conjunto de acumulador 300 pode prover dois acumuladores separados 302, 304 fluidicamente acoplados um ao outro através do conduto 306. Os acumuladores 302 podem funcionar de maneiras substancialmente similares ao acumulador 201, em que os pistões 308, 310 separam as câmaras de gás correspondentes 312, 314 das câmaras de óleo 316, 318. Entretanto, na modalidade da FIG. 3, o conduto 306 acopla fluidicamente as câmaras de óleo separadas 316, 318 uma à outra e provê uma localização de acoplamento 320 para a câmara de extensão 124 do conjunto de cilindro 110. As câmaras de gás 312, 314 podem também ter válvulas 322, 324 que permitem que as câmaras de gás 312, 314 sejam independentemente pressurizadas com diferentes pressões similares às válvulas 214, 216 discutidas no presente documento.

[0032] Referindo-se agora à Fig. 4, outra modalidade de um conjunto de acumulador duplo de câmara de gás 400 é ilustrada. Na modalidade da FIG. 4, o conjunto de acumulador 400 pode definir uma primeira câmara de gás 402 pelo menos parcialmente dentro de uma haste 404 de um conjunto de cilindro hidráulico 406. Mais especificamente, a haste 404 pode ter uma cavidade cilíndrica na mesma com um pistão 408 posicionado dentro da cavidade cilíndrica. O pistão 408 pode separar a primeira câmara de gás 402 de uma câmara de óleo 410. Adicioualmente, o conduto pode acoplar fluidicamente a câmara de óleo 410 a um acumulador de diafragma 414 tendo uma segunda câmara de gás 412 fluidicamente separada da câmara de óleo 410 por um diafragma 416. Tanto a primeira câmara de gás 402 quanto a segunda câmara de gás 412 podem ter válvulas 418 acopladas às mesmas para permitir que a pressão de pré-carga nas câmaras de gás correspondentes 402, 412 sejam seletivamente alteradas como discutido no presente documento com referência às válvulas 214, 216.

[0033] No conjunto de acumulador 400, pressão de fluido pode ser provida à câmara de óleo 410 em uma entrada de fluido 420 por um sistema hidráulico ou similares. A haste 404 pode se estender ou retrair em resposta a mudanças na pressão de fluido provido na entrada de fluido 420, e o gás na câmaras de gás 402, 412 pode ser comprimido para modificar o volume da câmara de óleo 410 para lidar com picos ou quedas na pressão de fluido da câmara de óleo 410 como discutido no presente documento.

[0034] Referindo-se agora à Fig. 5, ainda outra modalidade de um conjunto de acumulador de câmara de gás dupla 500 é ilustrada. O conjunto de acumulador 500 da FIG. 5 pode ter uma primeira câmara de gás 502 definida em uma cavidade anular em torno de um cilindro 504 e haste 506 de um conjunto de cilindro hidráulico 508. Essa configuração pode ter um pistão em formato de disco anular 510 que desliza ao longo de uma parede radialmente externa do cilindro 504 para separar a primeira câmara de gás 502 de uma câmara de óleo 512. Um acumulador de diafragma 514 tendo uma segunda câmara de gás 516 pode ser fluidicamente separado da câmara de óleo 512 por um diafragma 518. Tanto a primeira câmara de gás 502 quanto a segunda câmara de gás 516 podem ter válvulas 520 acopladas às mesmas para permitir que a pressão de pré-carga na câmara de gás correspondente 502, 516 seja seletivamente alterada como discutido no presente documento com referência às válvulas 214, 216.

[0035] No conjunto de acumulador 500, um conjunto de válvula 522 pode ser similar ao conjunto de válvula 108 e pode seletivamente alterar a pressão de fluido provido à câmara de óleo 512 por um sistema hidráulico. Nessa configuração, o conjunto de acumulador 500 pode lidar com picos ou reduções de pressão de fluido na câmara de óleo 512 modificando o volume da câmara de óleo 512 pelo movimento do pistão 510 e diafragma 518 correspondentes.

[0036] Todas as modalidades do conjunto de acumulador de câmara de gás dupla discutidas no presente documento (isto é, Figs. 2-5) podem prover câmaras de gás separadas que podem ser independentemente cheias a diferentes pressões de pré-carga. Isso pode proporcionar um conjunto de acumulador mais compacto que pode lidar com uma faixa mais ampla de variação de pressão e volume na câmara de óleo e em comparação com acumuladores de uma única câmara de gás. Mais especificamente, a primeira câmara de gás pode ter uma baixa pressão de pré-carga enquanto a segunda câmara de gás pode ter uma pressão de pré-carga relativamente alta. Nessa configuração, à medida que a câmara de óleo passa por um surto moderado de pressão, a pressão de pré-carga relativamente baixa na primeira câmara pode ser adicionalmente comprimida até que a primeira câmara de gás não possa ser comprimida muito mais enquanto o volume da segunda câmara de gás permanece substancialmente inalterado. Nesse momento, se a pressão de óleo na câmara de óleo continuar a aumentar, a segunda câmara de gás pode começar a comprimir a câmara de gás pré-carregada relativamente alta para expandir adicionalmente o volume da câmara de óleo para acomodar o pico de pressão na câmara de óleo.

[0037] Referindo-se agora à Fig. 6, é ilustrado um fluxograma de fabricação exemplificativo 600 para o conjunto de acumulador 200. Nesse fluxograma 600, uma única peça de material pode ser provida para o alojamento 222. Então, na caixa 602, o furo de broca do acumulador 220 pode ser criado no alojamento 222. O furo de broca do acumulador 220 pode ser perfurado ou senão furado no alojamento 222 ao longo do eixo geométrico do acumulador 212. Na modalidade com um batente 270 formado no alojamento 222, o furo de broca 220 pode se estender apenas até o batente 270 e ser formado a partir de qualquer lado do alojamento 222. Um furo de broca menor pode ser definido através do batente 270 para formar a câmara de óleo 206 no mesmo. O batente 270 pode se estender substancialmente radialmente para dentro para fazer contato e impedir que os pistões 208, 210 entrem na câmara de óleo 206 e obstrua a passagem de fluido 258.

[0038] Em uma modalidade alternativa, o furo de broca 220 pode ser formado por um único processo de perfuração em que todo o furo de broca 220 tem aproximadamente o mesmo raio. Nessa configuração, o batente 270 pode ser formado por um grampo-C posicionado nos rebaixos formados em qualquer lado da câmara de óleo 206. Os grampos-C podem ser dimensionados para entrar em contato com os pistões correspondentes 208, 210 para impedir que os pistões 208, 210 entrem na câmara de óleo 206 e obstruam a passagem de fluido 258 similarmente ao batente 270.

[0039] Similarmente, na caixa 604, o furo de broca hidráulico 236 pode ser formado através do alojamento 222 por meio de perfuração ou senão furação do furo de broca hidráulico 236 através do alojamento 222 ao longo do eixo geométrico da haste 256. Em uma modalidade exemplificativa, o furo de broca hidráulico 236 e o furo de broca do acumulador 220 podem ser substancialmente paralelos um ao outro através do alojamento 222.

[0040] A passagem de fluido 258 pode ser formada no alojamento na etapa 606 para prover uma passagem de fluido do furo de broca do acumulador 220 para o furo de broca hidráulico 236. A passagem de fluido 258 pode ser formada por um primeiro furo passante parcial 614 definido ao longo de um primeiro eixo geométrico da passagem 616. O primeiro eixo geométrico da passagem 616 pode ser substancialmente perpendicular ao eixo geométrico do acumulador 212, e o primeiro furo passante parcial 614 pode ser formado por um processo de perfuração que se estende através de uma parede do furo de broca do acumulador 220, através do furo de broca do acumulador 220, e pelo menos parcialmente ao interior de uma parede 622 do alojamento 222 separando o furo de broca do acumulador 220 e o furo de broca hidráulico 236. Após o primeiro furo passante parcial 614 ser formado, um tampão 626 pode ser colocado na parede do furo de broca do acumulador 220 para isolar substancialmente o furo de broca do acumulador 220 do ambiente circundante 230.

[0041] Um segundo furo passante parcial 620 pode também ser formado através da parede 622 do alojamento 222 ao longo de um segundo eixo geométrico da passagem 618. O segundo eixo geométrico da passagem 618 pode ser paralelo ao eixo geométrico do acumulador 212 e perpendicular ao primeiro eixo geométrico da passagem 616. O segundo furo passante parcial 620 pode se estender de um lado do alojamento 222 ao interior da parede 622 até que o segundo furo passante parcial 620 intercepte pelo menos parcialmente o primeiro furo passante parcial 614. Uma passagem radial 624 pode ser formada no ponto de entrada do segundo furo passante parcial 620 acoplando fluidicamente o segundo furo passante parcial 620 ao furo de broca hidráulico 236. Nessa configuração, uma vez que a tampa de extremidade 226 é acoplada ao alojamento 222, a passagem de fluido 258 pode acoplar fluidicamente a câmara de extensão 244 à câmara de óleo 206 como ilustrado na FIG. 2b.

[0042] Na caixa 608, os pistões 208, 210 podem ser posicionados no furo de broca do acumulador 220 em lados opostos do primeiro furo passante parcial 614 para definir parcialmente a câmara de óleo 206. Vedações 224 podem ser posicionadas nos pistões 208, 210 antes da inserção no furo de broca do acumulador 220, e os pistões 208, 210 podem ser orientados de forma que cavidades de pistão 232 fiquem voltadas para as válvulas correspondentes 214, 216. Na configuração de batente de grampo-C, os grampos-C podem ser posicionados dentro do furo de broca 220 antes da inserção dos pistões 208, 210 para impedir que os pistões 208, 210 movam muito para dentro da câmara de óleo 206 e bloqueiem a passagem de fluido 258. Na configuração de batente 270, os pistões 208, 210 não poderão bloquear a passagem de fluido 258 pelo contato com o batente 270 formado a partir do alojamento 222. A haste 238 e o pistão de haste 240 podem ser posicionados dentro do furo de broca hidráulico 236 na caixa 610.

[0043] Na caixa 612, as tampas de extremidade 226, 228 podem ser acopladas ao alojamento 222 para travar substancialmente os pistões 208, 210 e o pistão de haste 240 dentro de furos de broca correspondentes 220, 236. Adicionalmente, as tampas de extremidade 226, 228 podem ter vedações, gaxetas, ou similares para impedir substancialmente que gás ou fluido escape entre o alojamento 222 e a tampa de extremidade correspondente 226, 228. Em um aspecto dessa descrição, a tampa de extremidade 228 pode ter a vedação 242 para o conjunto de cilindro hidráulico 234 formado na mesma. Adicionalmente, os prendedores 260 podem ser apertados no alojamento 222 no torque apropriado para garantir que as tampas de extremidade 226, 228 mantenham o acoplamento hermético a fluido com alojamento 222. As válvulas 214, 216 podem ser acopladas às tampas de extremidade correspondente 226, 228 tanto antes de as tampas de extremidade 226, 228 serem acopladas ao alojamento 222 quanto após em uma etapa separada.

[0044] Uma vez que o conjunto de acumulador 200 é fabricado e montado com discutido no presente documento, o acoplador de atuador 262 e 0 acoplador de haste 264 podem ser acoplados aos componentes móveis de uma máquina de trabalho ou similares. Adicionalmente, um sistema hidráulico pode ser fluidicamente acoplado aos orifícios 248, 250 através de um conjunto de válvula para atuar seletivamente o conjunto de cilindro hidráulico 234.

[0045] Ο conjunto de acumulador 200 é ilustrado tendo um orifício de extensão 248 e orifício de retração 250 fluidicamente acoplados a um sistema hidráulico para mover seletivamente a haste 238 e o pistão de haste 240 em uma direção de extensão 252 ou uma direção de retração 254 ao longo de um eixo geométrico da haste 256. Adicionalmente, a passagem de fluido 258 é ilustrada acoplando fluidicamente a câmara de extensão 244 à câmara de óleo 206. Entretanto, essa descrição também contempla rotear a passagem de fluido 258 para a câmara de retração 246. Nessa configuração, quando picos de pressão ou similares são introduzidos no fluido na câmara de retração 246, 0 volume da câmara de óleo 206 pode aumentar à medida que os pistões 208, 210 movem axialmente para fora um do outro e o gás na câmara correspondente 202, 204 é adicionalmente comprimido. Em outras palavras, a passagem de fluido 258 pode ser roteada tanto para a câmara de extensão 244 quanto para a câmara de retração 246 para prover os benefícios do conjunto de acumulador 200 tanto enquanto a câmara de extensão 244 está sendo pressurizada quanto quando a câmara de retração 246 está sendo pressurizada.

[0046] Enquanto o conjunto hidráulico ilustrado na FIG. 2b pode ser um cilindro de ação dupla, em outras modalidades consideradas no presente documento o conjunto de acumulador 200 pode ser aplicado a um conjunto de cilindro de ação simples. Por exemplo, um cilindro hidráulico de extensão de ação simples pode rotear a passagem de fluido 258 para câmara de extensão 244. Alternativamente, um cilindro de retração de ação simples pode rotear a passagem de fluido 258 para a câmara de retração 246. Dessa forma, o conjunto de acumulador 200 contemplado no presente documento pode ser aplicado a qualquer configuração de cilindro hidráulico.

[0047] Embora a descrição tenha sido ilustrada e descrita em detalhe nos desenhos e na descrição apresentada, tais ilustração e descrição devem ser consideradas de caráter exemplar, e não restritivo, devendo-se entender que modalidade(s) ilustrativa(s) foi(ram) mostrada(s) e descrita(s) e que todas mudanças e modificações que se enquadrem no espírito da descrição devem ser protegidas. Nota-se que modalidades alternativas da presente descrição podem não incluir todos os recursos descritos e ainda se beneficiarem de pelo menos algumas das vantagens de tais recursos. Versados na técnica conceberão facilmente suas próprias implementações que incorporam um ou mais dos recursos da presente descrição e que se enquadrem no espírito e escopo da presente invenção como definida pelas reivindicações anexas.

Claims

Acumulador, caracterizado pelo fato de que compreende:
uma câmara de óleo;
um primeiro pistão separando uma primeira câmara de gás da câmara de óleo; e
um segundo pistão separando uma segunda câmara de gás da câmara de óleo;
em que os primeiro e segundo pistões são independentemente móveis para alterar o volume da câmara de óleo.
Acumulador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira câmara de gás é configurada para prover uma primeira pressão de pré-carga e a segunda câmara de gás é configurada para prover uma segunda pressão de pré-carga, a segunda pressão de pré-carga sendo diferente da primeira pressão de pré-carga.
Acumulador de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende uma válvula acoplada a pelo menos uma dentre a primeira câmara de gás ou a segunda câmara de gás, em que a válvula é configurada para ser acoplada a uma fonte de pressão para alterar a primeira ou segunda pressão de pré-carga correspondente.
Acumulador de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende uma primeira válvula acoplada à primeira câmara de gás e uma segunda válvula acoplada à segunda câmara de gás.
Acumulador de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a primeira válvula e a segunda válvula são cada uma acopláveis a uma fonte de pressão para alterar independentemente as primeira ou segunda pressões de pré-carga correspondentes.
Acumulador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende uma passagem de fluido acoplando fluidicamente a câmara de óleo a uma câmara de um conjunto de cilindro hidráulico.
Acumulador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro pistão e segundo pistão são configurados para mover coaxialmente ao longo de um eixo geométrico do acumulador em direções opostas à medida que o volume da câmara de óleo muda.
Acumulador de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira câmara de gás, a segunda câmara de gás e a câmara de óleo são definidas dentro de um alojamento.
Acumulador de acordo com a reivindicação 8, caracterizado adicionalmente pelo fato de que a primeira câmara de gás e a segunda câmara de gás são definidas em um furo de broca do acumulador do alojamento tendo um diâmetro consistente através da primeira câmara de gás e da segunda câmara de gás.
Acumulador de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que compreende um furo de broca hidráulico definido no alojamento e configurado para receber pelo menos parcialmente um conjunto de cilindro hidráulico.
Acumulador de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende uma passagem de fluido definida no alojamento em que a passagem de fluido acopla fluidicamente a câmara de óleo ao furo de broca hidráulico.
Acumulador de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que compreende uma tampa de extremidade seletivamente acoplada ao alojamento para vedar pelo menos uma dentre a primeira câmara de gás ou a segunda câmara de gás.
Acumulador de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende uma tampa de extremidade seletivamente acoplada ao alojamento para vedar uma extremidade do furo de broca hidráulico do ambiente circundante e vedar fluidicamente pelo menos uma dentre a primeira câmara de gás ou a segunda câmara de gás.
Acumulador de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a tampa de extremidade tem um acoplador de atuador definido na mesma.
Acumulador de acordo com a reivindicação 10, caracterizado adicionalmente pelo fato de que a tampa de extremidade é seletivamente acoplada ao alojamento com um ou mais prendedores.