BRPI1006473B1

BRPI1006473B1 - transportador, correia transportadora e método para conduzir artigos

Info

Publication number: BRPI1006473B1
Application number: BRPI1006473A
Authority: BR
Inventors: G Rau Brien; G Ragan Bryant; M LAGNEAUX Jason; A Pertuit Wayne Jr
Original assignee: Laitram Llc
Priority date: 2009-03-16
Filing date: 2010-03-16
Publication date: 2019-10-22
Also published as: BRPI1006473A2; SG173872A1; JP5660686B2; EP2408693B1; ZA201107003B; CN102348617B; AU2010226793A1; CN102348617A; AU2010226793C1; US8511460B2; US20100230245A1; EP2408693A1; WO2010107806A1; AU2010226793B2; RU2011139221A; US20130313080A1; CA2754146A1; MX2011009762A; JP2012520814A; US8720668B2

Abstract

aparelho de correia transportadora e método incluindo cilindros magneticamente acionados uma correia transportadora modular e um método provê uma correia transportadora que tem cilindros com rotores metálicos ou magnéticos (20) . um ímã ou um elemento metálico ao lado da correia transportadora é posicionado para girar o rotor (20) . um campo magnético (45) produzido pelo ímã ou pelo rotor magnético gira os cilindros enquanto eles passam pelo campo magnético (45) ou enquanto o campo magnético (45) é alterado. em uma realização, o campo magnético (45) está na forma de uma ou mais motores de relutância comutados .

Description

1/23

TRANSPORTADOR, CORREIA TRANSPORTADORA E MÉTODO PARA CONDUZIR ARTIGOS

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

1. Campo da invenção

A presente invenção refere-se a correias transportadoras, e mais particularmente a correias transportadoras que têm cilindros que provêm funções de manipulação de material tais como desvio, classificação, alinhamento, separação, orientação, e aceleração de produtos. Mais particularmente, a presente invenção refere-se a um aparelho de correia transportadora aperfeiçoado que emprega cilindros magneticamente acionados que giram para executar uma função de manipulação de material selecionada.

2. Antecedentes gerais da invenção

As correias transportadoras são utilizadas para mover artigos, pacotes, itens alimentícios, peças da máquina, e outros ainda, de um local para outro, tal como dentro de uma fábrica, usina, instalação de fabricação ou algo do gênero. Em alguns casos, é necessário transferir um pacote, artigo, ou outro item de uma correia transportadora a um ponto de descarga ou de uma correia transportadora a outra correia transportadora. Há muitas de tais funções de manipulação associadas com as correias transportadoras.

Foram emitidas patentes que são dirigidas a correias transportadoras que têm funções de manipulação de material especiais. Algumas patentes listadas abaixo utilizam ímãs para manter uma transportadora dando voltas ou para rastreamento (isto é, impedir que ela deslize para um lado ou outro). A TABELA é uma listagem dos exemplos de tais documentos de patente. A lista está em ordem numérica. Por outro lado, a ordem da listagem não tem nenhum significado. As seguintes publicações de patentes norte-americanas são aqui incorporadas a título de referência:

2/23

TABELA

PATENTE NORTE- AMERICANA N° .	TÍTULO	DATA DE EMISSÃO
3.179.240	Correia Transportadora e Meio de Treinamento Magnético	20-04-1965
4.892.186	Transportador de Relógio Provido com uma Pluralidade de Membro de Arrasto	09-01-1990
5.394.991	Dispositivo Classificador de Material Condutor	07-03-1995
6.085.896	Trilho de Correia de Corrente de Plástico de Grau Elevado e de Baixo Grau	11-07-2000
6.129.201	Elemento Curvado para Transportador de Corrente Magnética e Transportador que Compreende o Dito Elemento	10-10-2000
6.155.406	Guia Magnético	05-12-2000
6.494.312	Correia Transportadora de Topo de Cilindro Modular com Cilindros Obliquamente Dispostos	17-12-2002
6.510.941	Dispositivo para Vedar Áreas de Borda Lateral de uma Correia Transportadora Sem-Fim	28-01-2003
6.968.941	Aparelhos e Métodos para Conduzir Objetos	29-11-2005
2007/0221472	Sistemas e Métodos para Desviar Objetos	27-09-2007

3/23

7.360.641

Correia Transportadora Contendo Cilindros que Deslocam Obj etos

22-04-2008

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO

A presente invenção apresenta um transportador que tem uma correia transportadora com uma pluralidade de cilindros. Um campo magnético que passa através da correia transportadora interage com os cilindros para girar os cilindros.

Em um outro aspecto da invenção, um método para conduzir artigos compreende: (a) o suporte dos artigos sobre cilindros em uma correia transportadora; (b) a sujeição dos cilindros a um campo magnético; (c) a rotação dos cilindros em uma direção de rotação com o campo magnético; e (d) a propulsão de um ou mais artigos ao longo da correia transportadora com os cilindros girando.

Em ainda um outro aspecto da invenção, um transportador compreende uma correia transportadora que tem uma pluralidade de cilindros. Cada cilindro tem um rotor e um eixo de rotação. Estatores posicionados para acoplar os campos magnéticos aos rotores dos cilindros formam motores de relutância comutados com os rotores. Os cilindros são controlados pelos motores de relutância comutados para girar em torno de seus eixos da rotação enquanto os cilindros encontram os campos magnéticos produzidos pelos motores de relutância comutados.

Em uma outra versão, a correia modular da presente invenção provê uma série dos módulos de correia articuladamente interligados de extremidade a extremidade para formar uma correia transportadora. Pelo menos um dos módulos forma uma seção do corpo que se estende de uma primeira extremidade a uma segunda extremidade em uma direção

4/23 do curso da correia. Elementos de articulação são providos ao longo de uma primeira extremidade do corpo. Os elementos da articulação também são providos ao longo de uma segunda extremidade do corpo. Os elementos de articulação de dois módulos de correia são intercalados e conectados tipicamente com pinos de articulação. Cada um dos módulos inclui uma primeira superfície condutora e uma segunda superfície, a qual é tipicamente impelida com uma roda dentada ou um outro membro rotativo.

Pelo menos uma cavidade é formada na seção do corpo. Essa cavidade se comunica com a superfície condutora. Um cilindro é disposto de maneira rotativa ná cavidade para girar em torno de um eixo. Uma parte de cada cilindro se projeta acima da superfície condutora de modo que possa acoplar os artigos que estão sendo conduzidos na superfície condutora.

Em ainda uma outra versão, pelo menos alguns dos cilindros têm um rotor que é ferroso ou magnético. O cilindro pode ter um rotor ferroso interno coberto ou blindado com um envoltório feito de, por exemplo, plástico. O magnetismo é utilizado para girar o rotor enquanto o rotor passa ou está localizado ao lado de um local selecionado. Esta rotação de um ou mais cilindros permite que uma função de manipulação seja obtida. Por exemplo, os cilindros podem ser girados a fim de desviar um pacote de uma primeira correia transportadora para um local de descarga ou a uma segunda correia transportadora.

Em ainda uma outra versão, o cilindro é girado utilizando um motor de relutância variável ou de relutância comutado. Um ímã permanente ou um eletroímã irá atrair um material de ímã mole tal como o ferro ou o aço em virtude das linhas de fluxo magnético que atingem a passagem de menos resistência. (A resistência ao fluxo magnético é denominada

5/23 relutância). Este é o princípio fundamental por meio do qual operam muitos motores elétricos. Estes motores são chamados motores de relutância variável (VRMs - Variable Reluctance Motors) ou motores de relutância comutados (SRMs - Switched Reluctance Motors) e consistem em um rotor e um estator. Os motores são descritos pelo número de pólos do estator e pólos do rotor.

Os estatores têm os eletroímãs dispostos em um padrão circular, e o rotor é feito de um material permeável tal como ferrita ou aço ao silício. Não há nenhum fio no rotor. 0 formato do rotor é tal que, quando ele gira, alterna entre regiões de metal denso (pólos) e regiões de ar. Os eletroímãs no estator ligam e desligam alternadamente de modo que um dos pólos do rotor esteja sempre sendo atraído ao estator, causando a rotação.

Os motores de relutância comutados são inerentemente simples e eficientes. Qualquer motor elétrico rotativo pode ter seu estator e rotor desencapados e achatados. A segunda realização da presente invenção emprega um motor linear. 0 estator de um motor de relutância comutado é basicamente desencapado e disposto linearmente para propelir um rotor com a geometria apropriada perto de um estator. O rotor pode ser ativado pelo estator com um eletroímã (para operação controlada, por exemplo, controlado por computador) ou um ímã permanente (para a operação contínua) . Esta é a base para o cilindro magneticamente acionado.

O rotor poderia ser encapsulado em material de plástico ou resistente ao desgaste similar e ser montado em uma correia transportadora em um eixo ou rolamento de modo que ficasse livre para girar. O estator deve ser fixado com respeito à armação do transportador e deve consistir em uma disposição de ímãs permanentes ou eletroímãs. A força

6/23 exercida pelo estator sobre o rotor é proporcional ao quadrado da densidade de fluxo magnético no entreferro e na área de superfície das faces dos pólos.

A força aplicada sobre o rotor pelo estator é uma função da distância entre a face do pólo do estator e a face do pólo do rotor. Esta distância define o entreferro do circuito magnético. Esta função é bastante não-linear, de modo que as forças caem muito rapidamente com o aumento do comprimento do entreferro.

O rotor pode ter sulcos retangulares envoltos em torno de um cilindro em um formato helicoidal ou seguindo uma outra curva. A correia na qual os rotores estão montados poderia ser composta de uma ferrita moldável a injeção como um exemplo. A correia de ferrita reduz a relutância do circuito magnético. Os rotores devem povoar a correia com controle seletivo de qualquer fileira de rotores.

A direção de rotação dos cilindros deve ser determinada pelo momento (torção no sentido horário ou no sentido anti-horário) dos sulcos helicoidais do rotor. O fluxo deve se concentrar inicialmente na parte dianteira do rotor, e o movimento da correia deve resultar na localização da densidade de fluxo máxima se movendo da parte dianteira do rotor para a parte traseira. O número de bobinas do estator (montadas em tandem) e a velocidade da correia devem determinar a duração máxima da operação do motor. A velocidade resultante deve ser a soma vetorial da velocidade da correia e da velocidade transversal gerada pelo rotor.

O rotor poderia ser um de uma disposição de rotores que podem ser individualmente impelidos e controlados enquanto passam sobre o estator de eletroímã de C-núcleo. O acoplamento deve ser elevado, contanto que a abertura entre a correia e a bobina do estator possa se tornar pequena (por exemplo, entre aproximadamente 0,025 e aproximadamente 0,075

7/23 polegadas). A intensidade de campo magnético pode ser dinamicamente ajustada para uma variedade de cargas.

Os rotores podem ser feitos utilizando uma ampla variedade de formas helicoidais utilizando geometrias diferentes. O rotor poderia estar na forma de uma tira de aço torcida em meia volta. O rotor poderia estar na forma de uma mola de aço folgadamente enrolada montada em uma haste de plástico com quatro voltas. O rotor poderia estar na forma de uma haste de aço com três cortes de um quarto de volta resultando em três pólos. O rotor poderia estar na forma de duas hastes de aço torcidas em conjunto por meia volta com dois pólos. A variação da relutância com o ângulo da rotação é muito elevada e isto resulta em um torque elevado. O rotor poderia estar na forma de um cilindro de aço de haste de meia volta com quatro pólos. Esta disposição de rotor apresenta uma grande área de superfície para que múltiplos ímãs do estator operem, resultando uma operação suave e eficiente.

Em uma realização, o campo magnético está na forma de uma pluralidade de ímãs, em que cada ímã tem uma largura que é preferivelmente aproximadamente igual à largura da face do pólo. Cada cilindro pode ser uma combinação de um cilindro ferroso ou magnético e uma cobertura, uma embalagem, uma encapsulação, ou uma blindagem externa de plástico ou um outro material não-magnético.

A presente invenção apresenta um método para conduzir artigos que emprega uma correia transportadora impelida em uma primeira direção. A correia transportadora inclui uma seção que tem cilindros de desvio. Os cilindros de desvio são movidos com a correia transportadora para atravessar um campo magnético (ou um material que é atraído para um ímã se os próprios cilindros forem feitos de ou compreenderem ímãs — em cujo caso o campo magnético se desloca com os cilindros). O campo magnético gira os

8/23 cilindros em uma direção selecionada, tal como geralmente transversal à primeira direção, ou seja, a direção do curso da correia transportadora. (O campo magnético pode acelerar, desacelerar, ou frear os cilindros). 0 método é completado ao desviar um ou mais objetos da correia transportadora utilizando os cilindros de desvio. A rotação dos cilindros de desvio pode compreender a rotação de cada cilindro de desvio em torno de um eixo que forma um ângulo com a primeira direção, a direção do curso da correia.

BREVE DESCRIÇÃO DE DIVERSAS VISTAS DOS DESENHOS

Para uma compreensão adicional da natureza, dos objetos e das vantagens da presente invenção, deve ser feita referência à seguinte descrição detalhada, lida conjuntamente com os seguintes desenhos, nos quais os mesmos números de referência denotam os mesmos elementos, e nos quais:

a FIGURA 1 é uma vista em perspectiva de uma realização do aparelho da presente invenção;

a FIGURA 2 é uma vista em perspectiva de uma outra realização do aparelho da presente invenção;

a FIGURA 3 é uma vista parcial em perspectiva de uma realização do aparelho da presente invenção;

a FIGURA 4 é uma vista parcial em perspectiva de uma realização do aparelho da presente invenção;

a FIGURA 5 é uma vista parcial em perspectiva de uma realização do aparelho da presente invenção que ilustra uma correia de um único cilindro angular;

a FIGURA 6 é uma vista parcial em perspectiva de uma realização do aparelho da presente invenção que ilustra uma correia de cilindros angulares duplos;

a FIGURA 7 é uma vista parcial em perspectiva de uma realização do aparelho da presente invenção que ilustra um rotor;

a FIGURA 8 é uma vista parcial em perspectiva de

9/23 uma realização do aparelho da presente invenção que ilustra um rotor;

a FIGURA 9 é uma vista parcial em perspectiva de uma realização do aparelho da presente invenção que ilustra um rotor;

a FIGURA 10 é uma vista parcial em perspectiva de uma realização do aparelho da presente invenção que ilustra um rotor;

a FIGURA 11 é uma vista parcial em perspectiva de uma realização do aparelho da presente invenção que ilustra um rotor;

a FIGURA 12 é uma vista em perspectiva de uma parte de uma realização do aparelho da presente invenção;

a FIGURA 13 é uma vista expandida em perspectiva da realização da FIGURA 12;

a FIGURA 14 é uma vista fragmentary de uma

realização do aparelho da presente invenção;	uma
a	FIGURA 15	é	uma vista em perspectiva de
realização	do aparelho	da	presente invenção;
a	FIGURA 16	é	uma vista de planta esquemática	da
realização	alternativa	do	aparelho da presente invenção;
a	FIGURA 17	é	uma vista de planta esquemática	da

realização alternativa do aparelho da presente invenção;

a FIGURA 18 é uma vista parcial em perspectiva da realização alternativa do aparelho da presente invenção;

a FIGURA 19 é uma vista explodida em perspectiva da realização alternativa do aparelho da presente invenção;

a FIGURA 20 é uma vista esquemática de extremidade da realização preferida do aparelho da presente invenção;

a FIGURA 21 é uma vista esquemática de extremidade da realização preferida do aparelho da presente invenção;

a FIGURA 22 é uma vista esquemática de extremidade da realização preferida do aparelho da presente invenção;

10/23 a FIGURA 23 é um diagrama esquemático da realização alternativa do aparelho da presente invenção que mostra uma análise magnética;

a FIGURA 24 é um diagrama esquemático da realização alternativa do aparelho da presente invenção;

a FIGURA 25 é um diagrama de circuito da realização alternativa do aparelho da presente invenção;

a FIGURA 26 é um diagrama esquemático da realização alternativa do aparelho da presente invenção na forma de um diagrama de blocos dos componentes eletrônicos do módulo do estator;

as FIGURAS 27A e 27B são vistas parciais em perspectiva de uma realização do aparelho da presente invenção incluindo um rotor bidirecional; e a FIGURA 28 é uma vista explodida de uma realização do aparelho da presente invenção incluindo cilindros desviadoes transversais.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

As FIGURAS 1 e 3 mostram uma realização do aparelho da presente invenção, designado geralmente pelo numeral 10. O aparelho de correia transportadora 10 é utilizado para executar uma função de separação ou aceleração em um pacote ou artigo 11. Na FIGURA 1, o aparelho de correia

transportadora	10	emprega	um transportador	de	correia	12
construído de	uma	série de	fileiras de um ou	mais	módulos	de
correia, tal como	o módulo	18 na FIGURA 15.
Cada	um	dos módulos 18 provê uma	pluralidade	de

cilindros 21. Os cilindros 21 são cilindros de correia alinhados, significando que eles são dispostos para acelerar os artigos paralelos a, ou alinhados com, a direção do curso 46 da correia. Os cilindros alinhados giram nos eixos 13 perpendicularmente à direção do curso da correia. Na FIGURA 15, cada cilindro 21 estende-se de uma cavidade da correia

11/23 até e além de uma superfície superior 22 do módulo 18. Mas o cilindro da correia alinhado poderia residir completamente acima da superfície superior da correia ou poderia se estender além de uma superfície inferior oposta 14 da correia.

Cada módulo 18 tem os elos 29, 30 providos com olhais 27, 28 para conectar a um outro módulo. Os módulos 18 podem ser identicamente configurados e conectáveis de extremidade a extremidade em uma coluna ou lado e de extremidade a extremidade em uma série de fileiras de módulos, preferivelmente em um padrão de camadas de tijolos. Diversas fileiras de módulos tais como os módulos 18 são conectadas de extremidade a extremidade para formar uma correia transportadora 12. Em tal caso, os elos de uma fileira de módulos conectam com os elos da fileira seguinte dos módulos. Os pinos 15 podem ser utilizados para conectar os elos de uma fileira aos elos de uma outra fileira.

Na formação da correia transportadora modular 12, os elos 29 são unidos aos elos 3 0 ao longo da extremidade oposta ao interligar articuladamente de extremidade a extremidade um par de módulos ou fileiras de módulos 18 com outros módulos para formar uma correia transportadora 12. Por exemplo, os elos 29 do módulo 18 poderíam interligar articuladamente com os elos 3 0 na extremidade oposta de um módulo idêntico de modo que as aberturas 27 e 28 fiquem alinhadas. Um pino de articulação 15 poderia então ser colocado através dos olhais ou aberturas alinhadas 27, 28.

Cada cilindro alinhado 21 da correia inclui um rotor 20. Um exemplo de um rotor 20 é visto na FIGURA 3 com a periferia externa do cilindro removida para finalidades ilustrativas. Cada rotor 20 é girado por um campo magnético que emana de uma pluralidade de ímãs, que podem ser ímãs permanentes ou eletroímãs, ou do estator de um motor de

12/23 relutância variável ou de um motor de relutância comutado.

Na FIGURA 3, uma pluralidade de ímãs 4 0 é mostrada em posições separadas umas das outras. 0 rotor 20 da FIGURA 3 é um rotor de quatro pólos, em cada pólo é designado pelo numeral 41. Cada pólo 41 tem uma face 42 do pólo. Os pólos paralelos estendem-se linearmente ao longo da direção axial do rotor. Em uma realização, a face 42 do pólo pode ser de uma largura 43 que é aproximadamente igual à largura 44 de um ímã 40. O cilindro 21 da FIGURA 15 tem um rotor 20 e uma encapsulação, uma blindagem, uma cobertura, ou um revestimento de um material não metálico tal como o plástico.

Em operação, o módulo 18 da correia transportadora e outros módulos são avançados na direção do curso 46 da correia. Os ímãs 40 são posicionados sob os módulos da correia móveis 18 que contêm os cilindros alinhados 21 com rotores encapsulados 20. À medida que um módulo 18 atravessa o campo magnético (ilustrado pelas setas para cima e para baixo 45, 45' na FIGURA 3 para dois dos ímãs), o rotor 20 de cada cilindro 21 cai sob a influência do campo magnético 45, 45' e gira. Os ímãs 40 são estacionários, posicionado sob os módulos 18. Os cilindros 21 se movem com os módulos de correia 18 na direção da seta 46.

Quando o campo magnético 45 alinha com os cilindros 21, a face 42 do pólo de cada pólo 41 do rotor 20 alinha com um ímã ou ímãs 40. Na FIGURA 3, as fileiras dos ímãs são designadas como fileiras 47-54. Conforme mostrado pelas direções opostas das setas 45 e 45', a polaridade dos ímãs se alterna de fileira a fileira. Na FIGURA 3, o rotor 20 alcançou uma posição em que um pólo 41 alinhou com uma fileira de ímãs designada como fileira 51.

Os ímãs 40 na fileira 51 estão atraindo um pólo 41 do rotor 20 de modo que o pólo 41 do rotor alinha com os ímãs 40 da fileira 51. 0 movimento para diante contínuo da correia

13/23 transportadora coloca o rotor 20 e seu cilindro 21 em uma posição que coloca o pólo 41 do rotor na posição 55 na FIGURA 3 para alinhar com os ímãs 40 na fileira 52. O movimento para diante contínuo da correia transportadora coloca um pólo 41 do rotor na posição 56 em alinhamento com os ímãs 4 0 da fileira 53. Consequentemente, os cilindros alinhados 21 da correia, na correia transportadora 12 da FIGURA 1, sob a influência do campo magnético produzido pelos ímãs subjacentes à correia transportadora, giram na direção do curso 4 6 da correia para propelir os artigos 11 sobre os cilindros para a frente ao longo da correia.

As FIGURAS 2 e 4 mostram uma outra realização do aparelho da presente invenção, designado geralmente pelo numeral 16. 0 aparelho de correia transportadora 16 é utilizado para executar uma função de desvio em um pacote ou artigo 11. Na FIGURA 2, o aparelho de correia transportadora 16 emprega um primeiro transportador de correia 9 e um segundo transportador 8 que é disposto para receber artigos do primeiro transportador 9.

O primeiro transportador 9 compreende uma pluralidade de módulos tais como o módulo 17 mostrado na FIGURA 14. Cada um dos módulos 17 provê uma pluralidade de cilindros suportadores de artigos 19. Os cilindros 19 são cilindros de desvio, significando que eles são dispostos para girar em uma direção obliqua ou perpendicular a uma direção do curso 46 da correia. Os cilindros de desvio conferem à correia a capacidade de executar qualquer número de funções de manipulação de material, tais como o desvio, a classificação, a ordenação, o alinhamento, e a orientação de produtos. Neste exemplo, os cilindros desviadoes 19 são denominados cilindros transversais porque eles giram em uma direção transversal (perpendicular) à direção do curso da correia nos eixos paralelos à direção do curso 46 da correia.

14/23

Cada cilindro de desvio transversal 19 estende-se para ou através de uma superfície condutora superior 22 do módulo 17. Na FIGURA. 14, o cilindro de desvio 19 é mostrado se estendendo acima da superfície superior 22 do módulo 17 e além de uma superfície inferior 14. Os artigos suportados sobre os cilindros transversais rotativos são empurrados lateralmente através de e para fora da correia rumo à correia de saída 8. 0 cilindro de desvio transversal 19 não necessita se estender além da superfície inferior e poderia residir completamente acima da superfície superior.

Na formação da primeira correia transportadora modular 9, os elos 25 são unidos aos elos 26 ao longo da extremidade oposta ao interligar articuladamente de extremidade a extremidade um par de módulos ou fileiras de módulos 17 e com outros módulos para formar a correia transportadora 9. Por exemplo, os elos 25 do módulo 17 poderíam interligar articuladamente com os elos 26 na extremidade oposta de um módulo idêntico de modo que as aberturas 23 e 24 sejam alinhadas. Um pino de articulação 15 poderia então ser colocado através dos olhais ou aberturas alinhadas 23, 24 para ligar os módulos entre si.

Nas FIGURAS 4, 7, e 28, cada um dos rotores 31, 36 tem uma pluralidade espiraladamente colocada ou helicoidalmente colocada de pólos do rotor 57-60. Os ímãs 61 na FIGURA 4 são colocados a um ângulo em relação ao rotor 31, cujo eixo 67 é alinhado com a direção do curso da correia. Os ímãs 61 da FIGURA 4 são angulados em relação à direção do curso 46 da correia. À medida que o primeiro transportador 9 na FIGURA 2 avança na direção do curso 46 da correia, o campo magnético que atravessa o transportador faz com que os cilindros transversais girem e empurrem os artigos conduzidos para o lado do primeiro transportador e fora rumo ao transportador afastado 8. Os ímãs poderíam ser posicionados

15/23 sob a correia transportadora por um acionador mecânico, provendo um meio para permitir seletivamente a rotação- do cilindro. A FIGURA 28 mostra uma construção de um cilindro 123 em um módulo 121 da correia transportadora que tem seis cavidades paralelas 122 alongadas na direção do curso 46 da correia. Um cilindro de desvio transversal 123 é recebido em cada cavidade. As paredes de extremidade 124 em cada extremidade das cavidades têm os furos 125 para suportar as extremidades dos eixos 126 do cilindro, que são recebidas folgadamente nos furos axiais 127 nos rotores 31. Os rotores são recebidos confortavelmente nos furos 128 nos envoltórios periféricos cilíndricos 129 dos cilindros 123. As periferias dos envoltórios são preferivelmente de plástico e revestidas de uma camada de borracha ou elastomérica se um contato de fricção mais elevado com os artigos conduzidos for necessário. Os espaços vazios entre o rotor e o envoltório podem ser preenchidos com um composto de impregnação ou ser providos com tampas de extremidade para vedar pelo menos as extremidades do cilindro em aplicações sanitárias.

A FIGURA 5 mostra uma disposição de cilindros de desvio oblíquos em que o rotor 31 do cilindro gira em torno de um eixo 67 que é obliquo à direção do curso 46 da correia para empurrar os artigos para diante e a esquerda ou a direita através da correia transportadora. À medida que o transportador avança, o rotor gira sob a influência de uma pluralidade de ímãs 37, cada um dos quais forma um ângulo agudo com o eixo 67. Os ímãs 37 também são dispostos oblíquos à direção do curso da correia. Na FIGURA 6, uma disposição de correia de duplos cilindros angulares provê um cilindro superior 38 que é apoiado sobre um cilindro inferior 19' que tem o rotor 31. 0 cilindro superior 38 não tem um rotor, ele gira responsivo ao acoplamento de fricção com o cilindro inferior 19'. 0 cilindro superior gira na direção oposta do

16/23 cilindro inferior 19' e pode propelir artigos com um componente de movimento oposto à direção do curso 46 da correia. Neste exemplo, o cilindro inferior 19' não tem que se estender além da superfície condutora da correia contanto que possa entrar em contato com o cilindro superior.

Nas FIGURAS 7-11 e 27, outras configurações para um rotor que faz parte de um cilindro alinhado 21 ou de desvio 19 são mostradas. No rotor 36 da FIGURA 7, os pólos espirais podem ser enrolados no sentido horário em não no sentido anti-horário tal como no rotor 31. Esta disposição faz com que o rotor 3 6 gire em uma direção de rotação diferente da direção de rotação do rotor 31.

As FIGURAS 2 7A e 27B mostram um rotor bidirecional 95 que é uma combinação dos pólos espirais em sentido horário no rotor 36 da FIGURA 7 e dos pólos espirais em sentido antihorário no rotor 31 da FIGURA 4. O resultado é uma pluralidade de faces de pólo em forma de diamante 113 e faces de pólo em forma de meio-diamante 114 separadas por sulcos se interceptando no sentido horário e sentido anti-horário 115, 116. Por exemplo, as faces de pólo 114A, 113A, 113B, 113C e 114B na FIGURA 27A formam um único pólo de sentido antihorário segmentado tal como um dos pólos de sentido antihorário contínuos da FIGURA 4. E as faces de pólo 114C, 113D, 113B, 113E e 114D na FIGURA 27B formam um único pólo de sentido horário segmentado tal como um dos pólos de sentido horário contínuos no rotor da FIGURA 7. Com os ímãs subjacentes 117 orientados tal como na FIGURA 27A, o rotor gira no sentido horário 118 pela interação dos pólos de sentido anti-horário segmentados com o campo magnético produzido pelos ímãs angulares à medida que a correia transportadora avança na direção da seta 46. Com os ímãs subjacentes 119 orientados tal como na FIGURA 27B, o rotor gira no sentido anti-horário 120 pela interação dos pólos de

17/23 sentido horário segmentados com o campo magnético produzido pelos ímãs angulares à medida que a correia transportadora avança na direção da seta 46. A direção da rotação do rotor também pode ser invertida em cada figura ao avançar a correia 5 transportadora na direção oposta à seta 46. Desse modo, as correias transportadoras com os cilindros que têm estes rotores bidirecionais podem ser utilizadas para desviar artigos para um ou outro lado pela disposição apropriada dos ímãs subjacentes. 0 ângulo e a posição dos ímãs subjacentes 10 podem ser fixos ou podem ser mecanicamente orientados, provendo um meio que permite o controle da direção de rotação e desse modo a direção de movimento do pacote 11.

Na FIGURA 8, o rotor 32 tem um par de membros enrolados helicoidalmente 62, 63. Na FIGURA 9, o rotor 33 é 15 um cilindro 64 que tem uma faixa magnética helicoidalmente formada 65 sobre o mesmo. Na FIGURA 10, o rotor 34 tem três pólos em vez dos quatro mostrados na FIGURA 4. Na FIGURA 11, o rotor 35 está na forma de uma placa helicoidal formada 66.

As FIGURAS 12 e 13 mostram partes de uma disposição 20 de cilindros de desvio tal como na FIGURA 5, exceto pelo fato que tem os eletroímãs 39, 39' montados em uma base 98 no lugar dos ímãs permanentes. Cada eletroímã inclui um núcleo de ferro 97 em torno do qual é enrolada uma bobina 96. As

faces	99 de pólo	dos	eletroímãs	são	posicionadas	como as
25 faces	de pólo dos	ímãs	permanentes	na FIGURA 5 para	produzir
campos	magnéticos	que	fazem com	que	os rotores	36 dos

cilindros da correia girem à medida que a correia avança além dos eletroímãs. Os campos magnéticos produzidos pelos ímãs podem ser seletivamente energizados e desenergizados tal como 30 necessário.

As FIGURAS 16-26 mostram uma realização alternativa do aparelho da presente invenção, designado geralmente pelo numeral 70 nas FIGURAS 16-17. Uma pluralidade de placas base

18/23 suporta e faz parte dos estatores subjacentes a uma correia transportadora. As FIGURAS 16 e 17 mostram disposições de estatores exemplificadoras. Na FIGURA 16, uma disposição 73 provê as posições dos estatores nas aberturas 5 13 0 dispostas para um pacote 11 com um grande ângulo de trajetória resultante ou para um movimento lado-a-lado geralmente retilíneo tal como indicado esquematicamente pela seta 72 na FIGURA 16 quando utilizado com uma correia de cilindro transversal tal como na FIGURA 2. Na FIGURA 17, uma 10 disposição de estatores alternados 74 é mostrada, a qual poderia ser utilizada para ângulos de trajetória menores. Na FIGURA 17, a seta 75 ilustra esquematicamente a direção do movimento do pacote 11. Nas FIGURAS 16 e 17, a seta 71 ilustra esquematicamente a direção de movimento do transportador.

O transportador das FIGURAS 16 e 17 provê uma armação 90 do transportador que tem as partes de borda 76, 77. Cada placa base 80 do estator pode ser provida com os estatores dos motores de relutância comutados. Nas FIGURAS 18 e 19, dois rotores de dois cilindros de desvio transversais e dois estatores são mostrados como um exemplo de um motor de relutância comutado formado pelos estatores e pelos rotores. A placa 80 poderia ser povoada com estatores para controlar múltiplos cilindros tais como, por exemplo, até seis 25 cilindros. A placa base 80 é fixada à armação 90 do transportador e provê suporte mecânico para os núcleos 83 do estator, 84, 85, que terminam nas faces de pólo voltadas para cima 102, 103, 104. A placa base 80 pode ser construída de material (ferroso) laminado, magneticamente mole para prover 30 uma passagem de retorno para o fluxo magnético.

Nas FIGURAS 18 e 19, pode haver três núcleos laminados do estator localizados abaixo de cada cilindro. A construção do estator poderia ser modular de modo que

19/23 qualquer número de cilindros pudesse ser acionado em qualquer comprimento desejado do transportador 70. Dois dos três núcleos do estator são montados na placa base 8 0 tal como visto na FIGURA 18. O outro núcleo 85, que é mostrado na 5 FIGURA 19 com quatro faces de pólo que são recebidas nas • aberturas 130, é imprensado entre os pólos externos 83, 84 do estator com as faces de pólo centradas abaixo e deslocadas na direção axial dos rotores 81, 82. As bobinas 86 podem ser enroladas sobre uma bobina de nylon com um furo que recebe o núcleo. 0 conjunto inteiro da placa base 80 e dos núcleos 83,

84, 85 pode ser aparafusado conjuntamente utilizando prendedores de nylon 78, porcas 7 9 e retentores 105 que são utilizados para obter o registro mecânico apropriado.

É ilustrada na FIGURA 20 uma vista dianteira da correia transportadora 70 com os rotores 81, 82 em um ângulo de rotação de -3 0° em relação à vertical. Na FIGURA 20 cada face direita 103 do pólo do estator é alinhada com um polo 106 de cada rotor 81, 82. A tração da face do pólo direita deve ser desativada por circuitos do controle do estator. A

0 face central 104 do pólo do estator deve ser energizada e deve atrair o pólo 106 do rotor a uma posição a 0^o em relação à vertical tal como mostrado na FIGURA 21. A face 102 do pólo do estator esquerda deve ser energizada então e o resultado deve ser um ângulo do rotor de +3 0° tal como mostrado na

FIGURA 22. A seqüência acima deve ser repetida, resultando na rotação de um cilindro de sentido horário contínuo 81, 82 com doze pulsos de energização por a volta para o rotor de quatro pólos. E os cilindros podem ser girados independentemente do fato se a correia transportadora é móvel ou estacionária. A ordem da sequência poderia ser invertida para obter a rotação no sentido anti-horário de um cilindro 81, 82. 0 circuito magnético para esta disposição é tal que as linhas do campo agem axialmente ao longo do rotor 81, 82 através de um pólo

20/23 do rotor e duas faces do pólo do estator. Há sempre duas faces do pólo do estator de cada fase abaixo do rotor independentemente da localização da correia.

A FIGURA 23 mostra uma análise magnética do 5 circuito magnético da disposição de cilindros de relutância • comutados da presente invenção. A passagem para a maior parte dos motores de relutância comutados age em uma direção radial * através de dois pólos do rotor. A passagem para a disposição de cilindros de relutância comutados da presente invenção age em uma direção longitudinal através de um pólo do rotor.

fluxo magnético circula de um pólo do estator, através do rotor rumo a um pólo adjacente do estator, e retorna então através da placa base 80. Um gráfico de FEA (análise finita de elemento) do circuito magnético é mostrado 15 na FIGURA 23. A barra 87 no alto do gráfico é o pólo do rotor alinhado axialmente na direção do curso 46 da correia. O restante do circuito magnético forma um formato em U, em que as duas pernas verticais do U representam dois núcleos do estator direitos consecutivos (ou da esquerda ou central) 84

0 e a base do U representa a placa base 80. Os dois pares de retângulos abertos são as bobinas 86 do estator, cada uma delas enrolada ou energizada para produzir pólos opostos em cada face 103 do pólo.

Um diagrama esquemático da disposição de cilindros 25 de relutância comutados da presente invenção é mostrado na FIGURA 24. As bobinas individuais são energizadas pelos

H elementos eletrônicos impulsores tal como mostrado na FIGURA 25. As bobinas 86 em cada núcleo do estator 84, 85, 83 são operadas sequencialmente na ordem A-B-C e atraem os pólos do

0 rotor 88, 89, 91, 92 para a rotação no sentido horário. A seqüência é A-C-B e 88-92-91-89 para a rotação no sentido anti-horário.

circuito de impulsão de bobina do estator 108 da

21/23

FIGURA 25 pode compreender dois interruptores independentes para cada fase. A comutação lateral elevada 93 (Ml, M2 e M3) alimenta o enrolamento da fase a partir de uma fonte de alimentação C.C. 107 que provê uma tensão C.C. (DC_Supply), ao passo que a comutação lateral baixa 94 (M4, M5, M6) para a terra é pulsada para o controle da velocidade do motor com sinais PWM (modulados em largura de pulso) (PWM_A, PWM_B, PWM_C). Os diodos (D1-D6) captam a tensão de tempo de retorno do enrolamento de fase quando uma bobina 8 6 do estator (Ll, L2, L3) é desenergizada. Os componentes eletrônicos de impulsão devem detectar a posição 81, 82 do rotor com base no fluxo gerado, que é proporcional à corrente de impulsão. Tudo isto podería operar sob um controle de microprocessador, tal como aquele mostrado na FIGURA 26. Um processador 110 pode controlar a posição de um único cilindro 81, 82, uma fileira de cilindros, ou uma disposição inteira de cilindros, dependendo dos requisitos do movimento.

A FIGURA 26 é um diagrama de blocos que ilustra a operação do cilindro do motor de relutância comutado. Esta disposição da presente invenção é flexível. Uma ou mais bobinas do estator são seletivamente energizadas e desenergizadas através do circuito de impulsão 108 da bobina por um sinal 10 9, tal como um sinal PWM. A CPU de controle 110, que pode ser um microprocessador, se comunica com os módulos de controle individuais 111 do estator, por exemplo, um por placa base do estator, em um barramento serial 112 que liga todos os módulos de controle do estator. O barramento serial inclui uma linha transmissora (Tx Data) e uma linha de recepção (Rx Data). A CPU de controle transmite os sinais de comando, controle, e de pedido dos dados pelo barramento serial endereçados a cada módulo de controle 111 do estator. Os módulos do estator respondem com dados do status, diagnóstico, e outros dados, tais como a corrente da bobina

22/23 instantânea tal como medida pelo seu circuito de impulsão 108 da bobina. Desta maneira, a CPU de controle pode coordenar o controle das bobinas para girar os cilindros da correia tal como necessário. As bobinas individuais 86 podem ser 5 controladas na velocidade e na direção para o uso na classificação, na rotação, no alinhamento e na transferência. As vantagens são que estas operações de não-contato, isto é, nenhum contato físico entre os cilindros da correia e as superfícies de rolamento na armação do transportador, podem 10 ser configuradas em software e podem ser principalmente independentes da velocidade da correia. Qualquer largura da correia ou comprimento do controle podem ser facilmente configurados. O estator deve ser uma construção modular com as conexões internas feitas em uma placa de circuito que é 15 uma parte da placa base 80. Os estatores devem então ser configurados de modo a cobrir a área sob a correia transportadora 70 sobre a qual a rotação do cilindro ou a trajetória desejada dos artigos conduzidos deve operar. As interconexões entre os estatores modulares devem direcionar a 20 comunicação e a potência aos circuitos de impulsão do estator e ao estator seguinte.

Na maioria dos exemplos descritos em detalhes, os cilindros eram cilindros suportadores de artigos. Mas os cilindros magneticamente impelidos poderíam ser cilindros que 25 nem mesmo entram em contato com os artigos conduzidos. Por exemplo, os cilindros magneticamente impelidos poderíam ser utilizados para impelir outros cilindros ou elementos dentro de uma correia transportadora, ou até mesmo a própria correia transportadora. E os cilindros não necessitam necessariamente 30 se estender além de qualquer superfície externa da correia.

Tal como mencionado, os rotores poderíam ser feitos de um material metálico para o uso com os ímãs na armação do transportador ou poderíam ser feitos de um material magnético

23/23 para interagir com os elementos metálicos posicionados estrategicamente na armação, tal como nas posições dos ímãs utilizados com rotores não-magnéticos.

Todas as medidas aqui apresentadas estão na 5 temperatura e na pressão padrão, ao nível do mar na Terra, a menos que esteja indicado de alguma outra maneira.

As realizações acima são apresentadas apenas a título de exemplo; o âmbito da presente invenção deve ser limitado somente pelas seguintes reivindicações.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. TRANSPORTADOR (10), compreendendo uma correia transportadora (12, 9, 70) que tem uma pluralidade de cilindros (21, 19, 123) caracterizado pelo transportador (10) compreender ímãs estacionários (40, 61, 37, 117, 119) que produz um campo magnético (45) que passa através da correia

transportadora (12, 9, 70) e que interage com os cilindros para efetuar a rotação dos cilindros. 2. TRANSPORTADOR (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelos cilindros incluírem rotores (20, 31, 36, 95, 32, 34, 81) com pelo menos dois pólos (41, 57- 60, 106, 88, 89, 91, 92).

3. TRANSPORTADOR, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelos pólos serem helicoidais ou lineares.

4. TRANSPORTADOR (10), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelos rotores (20, 31, 36, 95, 32, 34, 81) terem sulcos paralelos de sentido horário (115) e sulcos paralelos de sentido anti-horário (116) em suas periferias que se interceptam para formar pólos segmentados entre os sulcos.

5. TRANSPORTADOR (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ímãs espaçados entre si ao longo do transportador (10) e subjacentes aos cilindros na correia transportadora.

6. TRANSPORTADOR (10) , de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelos ímãs serem eletroímãs (39) ou ímãs permanentes. 7. TRANSPORTADOR (10) , de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelos cilindros serem

cilindros suportadores de artigos, ou cilindros alinhados, ou cilindros transversais ou cilindros oblíquos.

8. CORREIA TRANSPORTADORA (12, 9, 70), conforme definida na reivindicação 1, caracterizada pela correia

Petição 870190062626, de 04/07/2019, pág. 5/9
2/3 transportadora (12, 9, 70) avançar em uma direção do curso da correia (46) através do campo magnético para fazer com que os cilindros girem.

9. CORREIA TRANSPORTADORA (12, 9, 70), conforme definida na reivindicação 1, caracterizada por compreender ainda:

uma série de módulos de correia (18, 17, 121) interligados articuladamente de extremidade a extremidade para formar uma correia transportadora (12, 9, 70), em que cada módulo compreende uma seção do corpo que se estende de uma primeira extremidade a uma segunda extremidade na direção do curso da correia;

em que a seção do corpo de pelo menos alguns dos módulos inclui uma superfície condutora (22) e uma superfície inferior (14) oposta à superfície condutora, pelo menos uma cavidade ou abertura formada na seção do corpo e um cilindro disposto de maneira rotativa na cavidade para girar.

10. CORREIA TRANSPORTADORA (12, 9, 70), conforme definida na reivindicação 2, caracterizada pelos rotores (20, 31, 36, 95, 32, 34, 81) serem feitos de um material magnético ou material metálico.

11. TRANSPORTADOR (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender uma pluralidade de estatores (73) posicionados para acoplar os campos magnéticos aos rotores da pluralidade de cilindros e formar motores de relutância comutados com os rotores.

12. TRANSPORTADOR (10), de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelos estatores ficarem localizados abaixo da correia transportadora (12, 9, 70).

13. TRANSPORTADOR (10), de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelos estatores incluem bobinas (86) e em que o transportador (10) compreende ainda um circuito de impulsão da bobina (108) que energiza

Petição 870190062626, de 04/07/2019, pág. 6/9
3/3 seletivamente as bobinas para alterar o campo magnético.

14. MÉTODO PARA CONDUZIR ARTIGOS, o método caracterizado por compreender:

a) o suporte de artigos sobre cilindros (21, 19,
5 123) em uma correia transportadora (12, 9, 70);

b) a sujeição dos cilindros a um campo magnético (45), produzido por estatores (73) de um motor de relutância comutado, por eletroímãs (39) ou por ímãs permanentes (40, 61, 37, 117, 119), em que o curso linear da correia transportadora após os ímãs produz movimento rotativo nos rotores;

c) a rotação dos cilindros em uma direção de rotação com o campo magnético; e

d) a propulsão de um ou mais artigos ao longo da

15 correia transportadora com os cilindros girando.