BR112019018436A2

BR112019018436A2 - arranjo giratório com um medidor de ângulo

Info

Publication number: BR112019018436A2
Application number: BR112019018436A
Authority: BR
Inventors: Harr Joakim; Lindgren Magnus; Vännman Niklas
Original assignee: Indexator Rotator Systems Ab
Priority date: 2017-03-06
Filing date: 2018-03-05
Publication date: 2020-04-14
Also published as: RU2746741C2; US20200002917A1; US10808380B2; SE541661C2; WO2018162424A1; CA3049832A1; EP3592685A1; RU2019131367A; BR112019018436B1; EP3592685B1; SE1750246A1; RU2019131367A3

Abstract

um arranjo giratório (10) compreendendo um motor (11) com um estator (13) e um rotor (12) arranjado dentro do estator (13) para girar em relação ao dito estator (13) em volta de um eixo geométrico axial (a). o arranjo giratório (10) compreende uma peça de fixação de rotor (15) conectada ao rotor e uma peça de fixação de estator (16) conectada ao estator, em que uma de a peça de fixação de rotor (15) e a peça de fixação de estator (16) é arranjada para ser fixada a um braço de guindaste ou coisa parecida, e a outra é arranjada para ser fixada a um implemento de ferramenta. um medidor de ângulo (17) é arranjado para monitorar continuamente a rotação do rotor (12) em relação ao estator (13), em que o medidor de ângulo (17) compreende uma peça de estator (18) que é arranjada para girar com o estator (13) uma peça de rotor (19) que é arranjada para girar com o rotor (14), e em que o medidor de ângulo (17) é arranjado ao longo do eixo geométrico axial (a).

Description

ARRANJO GIRATÓRIO COM UM MEDIDOR DE ANGULO

CAMPO TÉCNICO [001] A invenção diz respeito a um arranjo giratório para fornecer um movimento de rotação, o arranjo giratório compreendendo um motor com um estator e um rotor arranjado dentro do estator. Especificamente, a invenção diz respeito a um arranjo giratório como este com um medidor de ângulo.

ANTECEDENTES [002] Arranjos giratórios são amplamente usados em reflorestamento, colheita ou coisa parecida onde um carregador, caminhão, trator ou coisa parecida carrega um arranjo para manusear escavadeiras, ferramentas para trabalhar com madeira, ferramentas de colheita ou coisa parecida. Frequentemente tais arranjos são acionados hidraulicamente e incluem um braço de guindaste, em que o arranjo giratório é montado na extremidade livre do braço. O arranjo giratório tipicamente inclui um motor, isto é, um motor hidráulico, para fornecer movimento rotacional.

[003] Tais arranjos giratórios são submetidos a forças pesadas tanto radialmente quanto axialmente. Convencionalmente, estas forças pesadas são manuseadas ao dimensionar o arranjo giratório e especificamente o motor com componentes adaptados para suportar esforços muito altos. Em combinação com estas demandas mecânicas altas a precisão dos componentes, incluindo o encaixe entre o estator e rotor, precisa ser muito alta e exata. Adicionalmente, para satisfazer as demandas dos usuários, arranjos giratórios atualmente são providos cada vez mais com precisão exigindo componentes eletrônicos, tais como dispositivos de posicionamento e outros mais.

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2/12 [004] Um problema envolvido com o arranjo de aparelhos sensíveis no ambiente adverso de um arranjo giratório é arranjar os mesmos tanto em um modo no qual eles não ficam expostos a esforços mecânicos altos quanto de modo que eles possam ser acessados para serviços de reparo, atualizados ou trocados quando necessário.

[005] Consequentemente existe uma necessidade de um arranjo que facilite instalação de aparelhos sensíveis tais como um medidor de ângulo e que forneça uma medição confiável ao longo do tempo.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO [006] Um objetivo da presente invenção é fornecer um arranjo giratório no qual um medidor de ângulo é fornecido em um modo que facilita instalação do mesmo e que fornece uma possibilidade de serviço e/ou atualização do medidor de ângulo.

[007] A invenção diz respeito a um arranjo giratório para fornecer um movimento de rotação, o arranjo giratório compreendendo um motor com um estator e um rotor arranjado dentro do estator para girar em relação ao dito estator em volta de um eixo geométrico axial, em que o arranjo giratório compreende uma peça de fixação de rotor conectada ao rotor e uma peça de fixação de estator conectada ao estator, em que uma de a peça de fixação de rotor e a peça de fixação de estator é arranjada para ser fixada a um braço de guindaste ou coisa parecida, e a outra é arranjada para ser fixada a um implemento de ferramenta, caracterizado em que um medidor de ângulo é arranjado para monitorar a rotação do rotor em relação ao estator, em que o medidor de ângulo compreende uma peça de estator que é

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3/12 conectada ao estator e uma peça de rotor que é arranjada para girar com o rotor, em que a peça de rotor é arranjada centralmente ao longo do eixo geométrico axial.

[008] Em uma modalidade específica a peça de rotor e a peça de estator do medidor de ângulo são arranjadas como partes separadas pelo menos parcialmente dentro do arranjo giratório, o sensor da peça de estator sendo arranjado com uma folga em relação ao indicador de ângulo da peça de rotor.

[009] Em uma modalidade específica a peça de estator do medidor de ângulo é arranjada para se estender dentro de um furo passante através do estator para o rotor.

[010] Em uma modalidade específica uma parte da peça de estator do medidor de ângulo que se estende dentro do furo passante através do estator tem uma largura que é menor que a largura do dito furo passante, de tal maneira que a peça de estator do medidor de ângulo pode ser acessada pelo lado de fora do estator sem desmontar o arranjo giratório.

[011] Em uma modalidade específica o medidor de ângulo é configurado para fornecer uma posição angular absoluta do rotor em relação ao estator, o sensor sendo configurado para monitorar uma posição angular absoluta do indicador de ângulo.

[012] Em uma modalidade específica o arranjo giratório compreende um componente giratório para ureia incluindo um conduto de ureia disposto centralmente através do rotor ao longo do eixo geométrico axial do mesmo e se estendendo para fora do rotor, o indicador de ângulo sendo fornecido em conexão com a parte do conduto de ureia que se estende fora do rotor.

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4/12 [013] Em uma modalidade específica o arranjo giratório compreende um componente giratório elétrico, o indicador de ângulo sendo conectado a uma peça de rotor do dito componente giratório elétrico.

[014] Em uma modalidade específica o arranjo giratório compreende um componente giratório hidráulico, o indicador de ângulo sendo conectado a uma peça de rotor do dito componente giratório hidráulico.

[015] Em uma modalidade específica o sensor é arranjado alinhado axialmente com o indicador de ângulo ao longo do eixo geométrico axial.

[016] Em uma outra modalidade específica o sensor é arranjado radialmente fora do indicador de ângulo.

[017] Outras modalidades e vantagens estarão aparentes a partir da descrição detalhada e dos desenhos anexos.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS [018] Uma modalidade exemplar relacionada com a invenção será descrita agora com referência aos desenhos anexos, nos quais;

A Figura 1 é uma vista seccional	de	um arranjo
giratório de acordo com uma primeira	modalidade da
invenção;
A Figura 2 é uma vista seccional de	um	medidor de
ângulo da primeira modalidade da invenção;
A Figura 3 é uma vista explodida de	um	medidor de
ângulo da primeira modalidade da invenção;
A Figura 4 é uma vista seccional	de	um arranjo
giratório de acordo com uma segunda modalidade	da invenção;
A Figura 5 é uma vista seccional de	um	medidor de

ângulo da segunda modalidade da invenção;

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A Figura 6 é uma vista explodida de um medidor de ângulo da segunda modalidade da invenção;

A Figura 7 é uma vista seccional de um arranjo giratório de acordo com uma terceira modalidade da invenção;

A	Figura	8 é	uma vista	seccional de	um	medidor	de
ângulo	da terceira	modalidade	da invenção;
A	Figura	9 é	uma vista	explodida de	um	medidor	de
ângulo	da terceira	modalidade	da invenção,
A	Figura	10	é uma vista seccional	de	um arranjo

giratório de acordo com uma quarta modalidade da invenção; e

A Figura 11 é uma vista detalhada do arranjo giratório na Figura 10.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES [019] Nas Figuras a seguir recursos similares de modalidades diferentes do arranjo giratório inventivo têm os mesmos números de referência mesmo que possam existir diferenças secundárias entre os recursos específicos das modalidades diferentes.

[020] Na Figura 1 um arranjo giratório 10 de uma primeira modalidade da invenção está mostrado em uma vista seccional. O arranjo giratório 10 é planejado para fornecer um movimento de rotação e compreende um motor 11 com um rotor 12 e um estator 13, em que o rotor 12 é arranjado dentro do estator 13 para girar em relação ao dito estator

13 em volta	de um eixo geométrico	axial	A.	0 arranjo
giratório	10	compreende	uma peça de	fixação	de rotor	15
conectada	ao	rotor 12 e	uma peça de	fixação	de	estator	16
conectada	ao	estator 13,	em que uma de a peça	de	fixação	de

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6/12 rotor 15 e a peça de fixação de estator 16 é arranjada para ser fixada a um braço de guindaste ou coisa parecida, e a outra é arranjada para ser fixada a um implemento de ferramenta. Na primeira modalidade mostrada a peça de fixação de estator 16 está adaptada para ser arranjada em um braço de guindaste, tipicamente um braço articulado hidráulico ou coisa parecida. A peça de fixação de rotor 15 da primeira modalidade mostrada consequentemente está arranjada para ser fixada a um implemento de ferramenta, tipicamente um implemento de ferramenta manobrável hidraulicamente tal como um braço de agarramento, caçamba, ferramenta de colheita ou coisa parecida.

[021] Um medidor de ângulo 17 é arranjado para monitorar continuamente a rotação do rotor 12 em relação ao estator 13. O medidor de ângulo é arranjado como um módulo e compreende uma peça de estator 18 que é arranjada para girar com o estator 13 e uma peça de rotor 19 que é arranjada para girar com o rotor 12. A peça de estator 18 do medidor de ângulo 17 compreende uma primeira parte de conexão 21 arranjada para ser conectada ao estator 13, e a peça de rotor 19 do medidor de ângulo 17 compreende uma segunda parte de conexão 22 arranjada para ser conectada ao rotor 12. Na primeira modalidade mostrada a primeira parte de conexão 21 compreende um conjunto de sedes para parafusos e parafusos arranjados para serem fixados em furos para parafusos no estator 13 do motor 11.

[022] O medidor de ângulo 17 é arranjado ao longo do eixo geométrico axial A em volta do qual o rotor 12 é arranjado para girar em relação ao estator 13. A peça de rotor 19 do medidor de ângulo 17 é conectada a uma parte

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7/12

central	do	rotor	12 .	Tipicamente, a	segunda	parte	de
conexão	22	da peça	de	rotor é adaptada	para casar com o
projeto	do	rotor	ao	qual ela é arranjada	para	ser

conectada. Na primeira modalidade mostrada, o rotor 12 inclui um recesso 23 no qual parte da segunda parte do medidor de ângulo 17 pode ser recebida. A segunda parte de conexão 22 pode ser provida com um detalhe de borracha arranjado para interagir com o interior do recesso 23 no rotor a fim de ser impelida para girar com o rotor 12. Também pode ser conectada à rotação do rotor 12 por meio de uma conexão elétrica 34 para um cabo provendo a ferramenta fixada à parte de fixação de rotor com eletricidade. Um corpo giratório 31 da peça de rotor 19 do medidor de ângulo 17 é arranjado para girar com atrito muito baixo em relação à peça de estator 18 do medidor de ângulo 17.

[023] O medidor de ângulo 17 é arranjado em um furo passante 24 que se estende através do estator 13 para o rotor 12 de tal maneira que o medidor de ângulo pode ser acessado pelo lado de fora do estator 13. Adicionalmente, o medidor de ângulo 17 tem uma largura que é menor que a largura do furo passante 24 através do estator 13. Desse modo o medidor de ângulo 17 pode ser tanto acessado quanto removido ou substituído a partir de sua posição sem precisar desmontar o arranjo giratório.

[024] Uma linha de condução 33 é arranjada na fixação de estator para provisão de linhas elétricas para o medidor de ângulo 17.

[025] Nas Figuras 2 e 3 o medidor de ângulo 17 de acordo com a primeira modalidade está mostrado com detalhes em uma vista seccional e em uma vista explodida,

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8/12 respectivamente .

[026] A peça de estator 18 do medidor de ângulo 17 compreende um envoltório 25 arranjado para proteger os dispositivos eletrônicos dentro do medidor de ângulo. Dentro do dito envoltório uma unidade processadora 26 é arranjada, a qual pode ser programável e inclui conversor analógico/digital para converter um sinal analógico de um sensor 27 para um sinal digital. Adicionalmente, o medidor de ângulo 17 compreende uma vedação 2 8 e um suporte 29. Vedações adicionais podem ser arranjadas para vedar o espaço entre o medidor de ângulo e o rotor e/ou o estator.

[027] A peça de rotor 19 do medidor de ângulo 17 compreende um indicador de ângulo 30, tipicamente na forma de um imã, arranjado em um corpo giratório 31. O sensor 27 da peça de estator 18 é arranjado para detectar a posição do indicador de ângulo 30 e para, com base na posição detectada, monitorar continuamente a posição angular do rotor 12 em relação ao estator 13. O indicador de ângulo pode ter uma forma cilíndrica, uma forma poligonal ou ele pode ser em forma de anel. O sensor 27, tal como nas Figuras, pode ser arranjado alinhado axialmente com o indicador de ângulo 30 ou radialmente externo ao indicador de ângulo.

[028] Uma vantagem do medidor de ângulo inventivo 17 é que ele pode ser reparado e/ou atualizado facilmente. O tamanho do envoltório 25 da peça de estator 18 do medidor de ângulo 17 preferivelmente é adaptado para alojar sensores adicionais ou coisas parecidas, tais como, por exemplo, um giroscópio, um transmissor GPS, um sensor de temperatura etc. Neste aspecto é vantajoso que o medidor de

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9/12 ângulo seja arranjado tanto de maneira que ele possa ser prontamente acessível pelo lado de fora do arranjo giratório quanto que a forma do medidor de ângulo seja adaptada para alojar também dispositivos eletrônicos sensíveis.

[029] Nesta primeira modalidade específica, o corpo giratório 31 compreende adicionalmente um componente giratório elétrico 32 fornecendo uma conexão elétrica por meio do rotor 12 para a ferramenta arranjada na peça de fixação de rotor 15 no lado oposto do rotor. Uma conexão elétrica 34 é fornecida na parte mais interna do medidor de ângulo 17, incluindo cabos elétricos e linhas de controle para prover a ferramenta com energia elétrica e uma conexão de sinalização. Os cabos e linhas são conectados via cabos elétricos (não mostrados) à ferramenta fixada na peça de fixação de rotor 15.

[030] Um arranjo giratório 10 de acordo com uma segunda modalidade está mostrado na Figura 4. Uma diferença principal desta modalidade em relação à primeira modalidade mostrada nas Figuras 1-3 é que o medidor de ângulo 17 não inclui um componente giratório elétrico. Adicionalmente, o rotor 12 não inclui um recesso para receber uma parte giratória da peça de rotor do medidor de ângulo. Em vez disto, a peça de rotor 19 do medidor de ângulo é compreendida principalmente de uma parte de suporte para reter o indicador de ângulo 30 e uma segunda parte de conexão 22 que é para ser conectada a uma parte plana do rotor 12. A peça de rotor 19 do medidor de ângulo 17 pode ser compreendida meramente de um indicador de ângulo 30, em que a segunda parte de conexão 22 é compreendida de um

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10/12 adesivo conectando o indicador de ângulo 30 à rotação do rotor 12 .

[031] Os condutos hidráulicos 38 são arranjados através do rotor 12 para conexão à ferramenta fixada na peça de fixação de rotor 15, por meio das conexões axiais 39 ou das conexões radiais 40.

[032] Na Figura 7 um arranjo giratório 10 de acordo com uma terceira modalidade é mostrado. Nesta modalidade a peça de fixação de rotor 15 é arranjada para ser conectada a um braço de guindaste ou coisa parecida, e a peça de fixação de estator 16 é arranjada para ser fixada a um implemento de ferramenta. A peça de fixação de rotor 15 é conectada ao rotor 12 por meio de um elemento de torque intermediário para transmitir o torque entre eles. Forças axiais são arranjadas para serem manuseadas pelo estator sem agir sobre o rotor 12. Isto é uma vantagem já que permite que o medidor de ângulo seja arranjado em uma posição onde ele não fica exposto a quaisquer forças que podem influenciar a medição de ângulo.

[033] Nesta terceira modalidade a peça de rotor 19 do medidor de ângulo 17 é adaptada para ser fixada a um rotor 12 com um recesso central, sem se estender para dentro do dito recesso. Em vez disto, a peça de rotor 19 do medidor de ângulo 17 é provida com uma parte se estendendo radialmente com uma segunda parte de conexão 22 na forma de furos para parafusos para receber parafusos que devem ser atarraxados no rotor 12. Um corpo giratório é arranjado como uma parte integrada da peça de rotor 19 do medidor de ângulo 17, ou como parte conectada a isto, e é arranjado para reter um indicador de ângulo 30.

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11/12 [034] A peça de estator 18 do medidor de ângulo 17 é arranjada para circundar parcialmente a peça de rotor 19 com o sensor 27 arranjado alinhado axialmente com o indicador de ângulo 30 com uma pequena folga formada entre o sensor 27 e o indicador de ângulo 30.

[035] Nas Figuras 10 e 11 uma quarta modalidade do arranjo giratório inventivo 10 está mostrada. Nesta modalidade, o motor 11 compreende um rotor oco 12 arranjado dentro de um estator 13. A peça de fixação de rotor 15 é arranjada para ser fixada a um braço de guindaste, tipicamente um braço articulado hidráulico ou coisa parecida, e a parte de fixação de estator 16 é arranjada para ser fixada a um implemento de ferramenta. Os condutos hidráulicos 46, cabos elétricos e possivelmente condutos para ureia são arranjados para atravessar o rotor oco 12 para a peça de rotor 42 de um componente giratório hidráulico 41. Na modalidade mostrada um conduto de fluido 45 para ureia é arranjado ao longo do eixo geométrico central A do motor 11.

[036] A peça de rotor 19 do medidor de ângulo 17 é arranjada para girar com o rotor 12, mas somente por meio de um dispositivo auxiliar. Por exemplo, um indicador de ângulo 30, tipicamente na forma de um ímã, pode ser conectado a uma parte de extremidade de um conduto de fluido 45 disposto centralmente através do rotor ao longo do eixo geométrico axial A do mesmo e se estendendo para fora do rotor 12. Na modalidade mostrada o conduto de fluido 45 é parte de um componente giratório de ureia 44. O indicador de ângulo 30 pode ser fornecido em conexão com a parte do conduto de fluido 45 que se estende fora do rotor

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12, em que a peça de estator 18 do medidor de ângulo 17 é arranjada com o sensor 27 arranjado alinhado axialmente com o indicador de ângulo 30, ou radialmente externo ao indicador de ângulo, com uma pequena folga formada entre o sensor 27 e o indicador de ângulo 30. A peça de estator 18 pode ser arranjada para circundar parcialmente a peça de rotor 19 e o indicador de ângulo.

[037] Na modalidade mostrada o arranjo giratório compreende um componente giratório hidráulico, um componente giratório elétrico 32 e um componente giratório de ureia 44 que são todos arranjados na extensão axial do motor hidráulico 11. O conduto de fluido 45 é arranjado para passar pelos centros de todos os três componentes giratórios. Em uma outra modalidade possível não mostrada do arranjo giratório inventivo o componente giratório de ureia pode ser descartado, de tal maneira que o medidor de ângulo pode ser integrado com o componente giratório elétrico, o indicador de ângulo sendo arranjado na peça de rotor do componente giratório elétrico.

[038] Acima, a invenção foi descrita com referência às modalidades específicas. A invenção, entretanto, não está limitada a estas modalidades. É óbvio para os técnicos no assunto que outras modalidades são possíveis no escopo das reivindicações a seguir.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Arranjo giratório (10) para fornecer um movimento de rotação, o arranjo giratório compreendendo um motor (11) com um estator (13) e um rotor (12) arranjado dentro do estator (13) para girar em relação ao dito estator (13) em volta de um eixo geométrico axial (A) , em que o arranjo giratório (10) compreende uma peça de fixação de rotor (15) conectada ao rotor e uma peça de fixação de estator (16) conectada ao estator, em que uma de a peça de fixação de rotor (15) e a peça de fixação de estator (16) é arranjada para ser fixada a um braço de guindaste ou coisa parecida, e a outra é arranjada para ser fixada a um implemento de ferramenta, caracterizado pelo fato de que um medidor de ângulo (17) é arranjado para monitorar a rotação do rotor (12) em relação ao estator (13), em que o medidor de ângulo (17) compreende uma peça de rotor (19) com um indicador de ângulo (30) que é arranjado para girar com o rotor (12), e uma peça de estator (18) com um sensor (27) arranjado para monitorar a posição angular do dito indicador de ângulo (30), cuja peça de estator (18) é conectada ao estator (13) , e em que a peça de rotor (19) é arranjada centralmente ao longo do eixo geométrico axial (A).
2. Arranjo giratório (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a peça de rotor (19) e a peça de estator (18) do medidor de ângulo (17) são arranjadas como partes separadas pelo menos parcialmente dentro do arranjo giratório, o sensor (26) da peça de estator (18) sendo arranjado com uma folga em relação ao indicador de ângulo (30) da peça de rotor (19).
3. Arranjo giratório (10), de acordo com a

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2/3 reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a peça de estator (18) do medidor de ângulo (17) é arranjada para se estender dentro de um furo passante (23) através do estator (13) para o rotor (12).
4. Arranjo giratório (10), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que uma parte da peça de estator (18) do medidor de ângulo (17) que se estende dentro do furo passante (24) através do estator (13) tem uma largura que é menor que a largura do dito furo passante (24), de tal maneira que a peça de estator (18) do medidor de ângulo (17) pode ser acessada pelo lado de fora do estator (13) sem desmontar o arranjo giratório (10).
5. Arranjo giratório (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o medidor de ângulo (17) é configurado para fornecer uma posição angular absoluta do rotor (12) em relação ao estator (13), o sensor (27) sendo configurado para monitorar uma posição angular absoluta do indicador de ângulo (30).
6. Arranjo giratório (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende um componente giratório (44) para ureia incluindo um conduto de ureia disposto centralmente através do rotor ao longo do eixo geométrico axial (A) do mesmo e se estendendo para fora do rotor (12), o indicador de ângulo (30) sendo fornecido em conexão com a parte do conduto de ureia que se estende fora do rotor (12).
7. Arranjo giratório (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-5, caracterizado pelo fato de que compreende um componente giratório elétrico (32), o

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3/3 indicador de ângulo (30) sendo conectado a uma peça de rotor do dito componente giratório elétrico.
8. Arranjo giratório (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-5, caracterizado pelo fato de que compreende um componente giratório hidráulico (41), o indicador de ângulo (30) sendo conectado a uma peça de rotor (42) do dito componente giratório hidráulico (41).
9. Arranjo giratório (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o sensor (27) é arranjado alinhado axialmente com o indicador de ângulo (30) ao longo do eixo geométrico axial (A) .
10. Arranjo giratório (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o sensor (27) é arranjado radialmente externo ao indicador de ângulo (30).